电子电路 常识---三极管的放大区、饱和区、截止区如何区分
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三极管三种工作状态的微观解释
一、截止状态:
在截止状态下,发射极电流为零,集电极电流也为零。
此时,基极电流为零,集电极反偏,发射极反偏,三极管处于截止状态。
二、放大状态:
当基极电流不为零时,集电极电流与基极电流的大小成正比。
此时,三极管处于放大状态。
基极电流的控制作用使得集电极电流能够放大,从而实现信号的放大。
三、饱和状态:
当集电极电流增大到一定程度时,基极电流无法再增大,此时三极管处于饱和状态。
在饱和状态下,集电极和发射极之间的电压很低,但集电极电流较大,基极电流无法再增大。
简述三极管的三种工作状态
一、饱和状态
饱和状态是指三极管的输入电流大于输出电流的状态。
在饱和状态下,三极管的基极电压为正,使得基极与发射极之间的PN结正向偏置,导致电流大量流过集电极和发射极之间的PN结,使得三极管处于导通状态。
饱和状态下,三极管的放大倍数较小,输出电流较大,且输出电压与输入电压之间的线性关系不太明显。
二、截止状态
截止状态是指三极管的输入电流小于输出电流的状态。
在截止状态下,三极管的基极电压为负,使得基极与发射极之间的PN结反向偏置,导致电流无法流过集电极和发射极之间的PN结,使得三极管处于截止状态。
截止状态下,三极管的放大倍数为0,输出电流为0,且输出电压与输入电压之间的线性关系不成立。
三、放大状态
放大状态是指三极管的输入电流与输出电流之间的比例关系较大的状态。
在放大状态下,三极管的基极电压为正,使得基极与发射极之间的PN结正向偏置,导致电流流过集电极和发射极之间的PN结,使得三极管处于导通状态。
放大状态下,三极管的放大倍数较大,输出电流较小,且输出电压与输入电压之间存在线性关系。
总结:
三极管的三种工作状态分别是饱和状态、截止状态和放大状态。
饱和状态下,输入电流大于输出电流,三极管导通;截止状态下,输入电流小于输出电流,三极管截止;放大状态下,输入电流与输出电流之间存在较大的比例关系,三极管放大。
三种工作状态在电子电路中具有不同的应用,能够实现信号放大、开关控制等功能。
掌握三极管的工作原理和工作状态对于电子工程师来说是非常重要的基础知识,能够帮助他们设计和调试电子电路,实现各种功能需求。
三极管的三种工作状态三极管的三种工作状态(放大、截止、饱和);放大电路的静态、动态;直流通路、交流通路;截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
一般将IB≤0的区域称为截止区, 在图中为IB=0的一条曲线的以下部分。
此时IC也近似为零。
由于各极电流都基本上等于零, 因而此时三极管没有放大作用。
其实IB=0时, IC并不等于零, 而是等于穿透电流ICEO。
一般硅三极管的穿透电流小于1μA, 在特性曲线上无法表示出来。
锗三极管的穿透电流约几十至几百微安。
当发射结反向偏置时, 发射区不再向基区注入电子, 则三极管处于截止状态。
所以, 在截止区, 三极管的两个结均处于反向偏置状态。
对NPN三极管, UBE<0, UBC<0。
放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。
此时发射结正向运用, 集电结反向运用。
在曲线上是比较平坦的部分, 表示当IB一定时, IC 的值基本上不随UCE而变化。
在这个区域内,当基极电流发生微小的变化量ΔIB时, 相应的集电极电流将产生较大的变化量ΔIC, 此时二者的关系为ΔIC=βΔIB该式体现了三极管的电流放大作用。
对于NPN三极管, 工作在放大区时UBE≥0.7V, 而UBC<0。
饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
3极管的三种工作状态引言三极管(transistor)是一种重要的电子元件,广泛应用于各种电子设备中。
它是一种半导体器件,由三个区域组成:发射区、基区和集电区。
三极管的工作状态可以分为三种:放大状态、截止状态和饱和状态。
本文将详细介绍三极管的三种工作状态及其特点。
1. 放大状态放大状态是三极管最常见的工作状态之一。
在放大状态下,三极管被用作信号放大器,将输入的弱信号放大到合适的幅度。
放大状态下的三极管可以分为NPN型和PNP型两种。
1.1 NPN型三极管的放大状态NPN型三极管中,发射区掺杂为N型半导体,基区掺杂为P型半导体,集电区掺杂为N型半导体。
在放大状态下,NPN型三极管的工作原理如下:1.电流流向:当输入信号施加到基极时,基极电流(IB)会引起发射极电流(IE)的变化,进而控制集电极电流(IC)的变化。
这种电流放大的作用使得输入信号能够被放大。
2.放大倍数:NPN型三极管的放大倍数由集电极电流和基极电流的比值(IC/IB)决定。
一般来说,NPN型三极管的放大倍数较高,可以达到几十到几百倍。
3.特点:放大状态下的NPN型三极管具有低输入阻抗、高输出阻抗、大电流放大倍数等特点。
1.2 PNP型三极管的放大状态PNP型三极管中,发射区掺杂为P型半导体,基区掺杂为N型半导体,集电区掺杂为P型半导体。
PNP型三极管的放大状态与NPN型三极管类似,但电流的流向相反。
1.电流流向:当输入信号施加到基极时,基极电流(IB)会引起发射极电流(IE)的变化,进而控制集电极电流(IC)的变化。
这种电流放大的作用使得输入信号能够被放大。
2.放大倍数:PNP型三极管的放大倍数由集电极电流和基极电流的比值(IC/IB)决定。
一般来说,PNP型三极管的放大倍数较高,可以达到几十到几百倍。
3.特点:放大状态下的PNP型三极管具有低输入阻抗、高输出阻抗、大电流放大倍数等特点。
2. 截止状态截止状态是三极管的一种工作状态,也称为关断状态。
三极管在电路中的工作状态以及工作条件:三极管有三种工作状态:截止状态、放大状态、饱和状态。
当三极管用于不同目的时,它的工作状态是不同的三极管的三种状态也叫三个工作区域即:截止区、放大区和饱和区:(1)、截止区:当三极管b 极无电流时三极管工作在截止状态,c到e之间阻值无穷大,c到e之间无电流通过。
NPN型三极管要截止的电压条件是发射结电压Ube小于0.7V 即Ub-Ue<0.7VPNP型三极管要截止的电压条件是发射结电压Ueb小于0.7V 即Ue-Ub<0.7V (2)、放大区:三极管的b极有电流,Ic和Ie都随Ib改变而变化,即c极电流Ic 和e极电流Ie的大小受b极电流Ib控制。
Ib越大,Rce越小,Ice越大;反之Ib 越小,Rce越大,Ice越小。
在基极加上一个小信号电流,引起集电极大的信号电流输出。
NPN三极管要满足放大的电压条件是发射极加正向电压,集电极加反向电压:Ube=0.7V即Ub-Ue=0.7VPNP三极管要满足放大的电压条件是发射极加正向电压,集电极加反向电压: Ueb=0.7V即Ue-Ub=0.7V(3)、饱和区:当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时,再增大Ib,Ic也不会增大,超出了放大区,进入了饱和区。
饱和时,集电极和发射之间的内阻最小,集电极和发射之间的电流最大。
三极管没有放大作用,集电极和发射极相当于短路,常与截止配合于开关电路。
NPN型三极管要满足饱和的电压条件是发射结和集电结均处于正向电压: Ube>0.7V即Ub-Ue>0.7VPNP型三极管要满足饱和的电压条件是发射结和集电结均处于正向电压: Ueb>0.7V即Ue-Ub>0.7V从三极管的伏安特性可知:其工作区域分截止区、放大区、饱和区;放大区在截止区和饱和区之间,如果静态工作点不合适,偏向截止或饱和区,放大的信号会进入偏向的区域,其信号会产生失真。
NPN:Uce=Uc-Ue>0;PNP:Uce<0。
截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。
饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。
三极管饱和区、放大区和截止区的理解方法图解三极管的三种状态三极管的三种状态也叫三个工作区域,即:截止区、放大区和饱和区。
(1)、截止区:三极管工作在截止状态,当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压,发射结没有导通集电结处于反向偏置,没有放大作用。
(2)、放大区:三极管的发射极加正向电压,集电极加反向电压导通后,Ib控制Ic,Ic与Ib近似于线性关系,在基极加上一个小信号电流,引起集电极大的信号电流输出。
(3)、饱和区:当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时,再增大Ib,Ic也不会增大,超出了放大区,进入了饱和区。
饱和时,Ic最大,集电极和发射之间的内阻最小,电压Uce只有0.1V~0.3V,Uce《Ube,发射结和集电结均处于正向电压。
三极管没有放大作用,集电极和发射极相当于短路,常与截止配合于开关电路。
作为电子初学者来说,模拟电路非常重要,模拟电路的三极管的应用是重中之重,能正确理解三极管的放大区、饱和区、截止区是理解三极管的标志。
很多初学者都会认为三极管是两个 PN 结的简单凑合,如下图:这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管,我们以 NPN 型三极管为例,如下图:两个PN 结共用了一个P 区(也称基区),基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了,如下图所示:β 和α 称为三极管的电流分配系数,其中β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。
三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。
简述三极管的三种工作状态一、截止状态截止状态是指三极管的基极电流为零,此时三极管处于关闭状态,没有电流通过。
在截止状态下,三极管的集电极与发射极之间的电阻非常大,等效为开路状态。
截止状态是三极管的一种稳定工作状态,常用于开关电路中的开关功能。
二、放大状态放大状态是指三极管的基极电流为正常工作电流范围内,此时三极管处于放大状态,可以对输入信号进行放大处理。
在放大状态下,三极管的集电极与发射极之间的电阻相对较小,等效为闭合状态。
放大状态是三极管最常用的工作状态,广泛应用于放大电路和信号处理电路中。
三、饱和状态饱和状态是指三极管的基极电流过大,超出了正常工作电流范围,此时三极管处于饱和状态,导通电流较大。
在饱和状态下,三极管的集电极与发射极之间的电阻非常小,等效为短路状态。
饱和状态常用于开关电路中的导通功能。
三极管的工作状态是由基极电流决定的,当基极电流为零时,三极管处于截止状态,没有电流通过;当基极电流在正常范围内时,三极管处于放大状态,可以对信号进行放大处理;当基极电流过大时,三极管处于饱和状态,导通电流较大。
不同的工作状态对应着不同的电阻状态,从而实现不同的功能。
三极管的工作状态在电子设备中起着重要的作用。
截止状态和饱和状态常用于数字电路中的开关功能,可以实现高低电平的转换;放大状态常用于模拟电路中的信号放大功能,可以增强信号的幅度。
三极管的工作状态可以通过外部电路的设计来控制,从而实现不同的功能要求。
总结起来,三极管的三种工作状态分别是截止状态、放大状态和饱和状态。
截止状态是指三极管关闭,没有电流通过;放大状态是指三极管对信号进行放大处理;饱和状态是指三极管导通电流较大。
不同的工作状态对应着不同的电阻状态,实现了不同的功能。
三极管的工作状态在电子设备中具有重要的应用价值,对于实现不同的电路功能起着关键作用。
三极管的三种工作状态及基本判断方法三极管是一种重要的电子器件,常用于电子电路中的放大、开关等功能。
它有三种基本的工作状态,即截止状态、饱和状态和放大状态。
下面分别介绍三种状态及其基本判断方法。
1.截止状态:当三极管处于截止状态时,其输入电流IB非常小,基极电压VBE小于开启电压2VBE(0.7V×2=1.4V),无法将电流放大为输出电流IC,此时三极管不起放大作用。
可以通过以下判断方法判断三极管是否处于截止状态:(1)测量器件各个引脚的电压:如果基极电压VBE小于1.4V,集电极电压VCE大于1V,则可以判定器件处于截止状态。
(2)测量基极电流IB:当基极电流IB非常小(一般小于0.1mA)时,可以判定器件处于截止状态。
2.饱和状态:当三极管处于饱和状态时,其输入电流IB足够大,使得位于基极与发射极之间的pn结饱和,整个三极管相当于一条低电阻的导线。
可以通过以下判断方法判断三极管是否处于饱和状态:(1)测量器件各个引脚的电压:如果基极与发射极之间的VBE小于1.4V,集电极与发射极之间的VCE小于0.2V,则可以判定器件处于饱和状态。
(2)测量基极电流IB:当基极电流IB大于一定值(一般大于1mA),可以判定器件处于饱和状态。
3.放大状态:当三极管处于放大状态时,其输入电流IB的大小能够控制输出电流IC的放大倍数。
(1)测量器件各个引脚的电压:如果基极电压VBE大于1.4V,集电极电压VCE大于0.2V,则可以判定器件处于放大状态。
(2)测量基极电流IB和集电极电流IC:当基极电流IB和集电极电流IC之间存在一定的倍数关系(一般二极管电流的100倍以上),可以判定器件处于放大状态。
需要注意的是,判断三极管的工作状态需要结合具体的电路情况和测量仪器来进行。
同时,在实际应用中,还需考虑电路中的负载情况、电源电压等因素的影响,以确保三极管工作在正确的状态下,发挥最佳的性能和功能。
发射极正偏集电极反偏,三极管处于放大状态;发射极正偏集电极正偏工作在饱和区;发射极反偏集电极反偏工作在截止区;发射极反偏集电极正偏工作在反向放大状态.
按老师的方法是:先假设是在饱和区,在计算C E两端的电压,以0.3伏作为饱和区放大区的判断标准(小于则为饱和模式,大于则为放大模式);当c e 间电压为无穷大时即为截止区!!
另一个说明:三极管的三种状态
三极管的三种状态也叫三个工作区域,即:截止区、放大区和饱和区。
(1)、截止区:三极管工作在截止状态,当发射结电压Ube小于0.6—0.7V 的导通电压,发射结没有导通集电结处于反向偏置,没有放大作用。
(2)、放大区:三极管的发射极加正向电压,集电极加反向电压导通后,Ib 控制Ic,Ic与Ib近似于线性关系,在基极加上一个小信号电流,引起集电极大的信号电流输出。
(3)、饱和区:当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时,再增大Ib,Ic 也不会增大,超出了放大区,进入了饱和区。
饱和时,Ic最大,集电极和发射之间的内阻最小,电压Uce只有0.1V~0.3V,Uce<Ube,发射结和集电结均处于正向电压。
三极管没有放大作用,集电极和发射极相当于短路,常与截止配合于开关电路。
主要是根据两个pn结的偏置条件来决定:
发射结正偏,集电结反偏——放大状态;
发射结正偏,集电结也正偏——饱和状态;
发射结反偏,集电结也反偏——截止状态。
这些状态之间的转换,可以通过输入电压或者相应的输入电流来控制,例如:
在放大状态时,随着输入电流的增大,当输出电流在负载电阻上的压降等于电源电压时,则电源电压就完全降落在负载电阻上,于是集电结就变成为0偏压,并进而变为正偏压——即由放大状态转变为饱和状态。
当输入电压反偏时,则发射结和集电结都成为了反偏,没有电流通过,即为截止状态。
正偏与反偏的区别:对于npn晶体管,当发射极接电源正极、基极接负极时,则发射结是正偏,反之为反偏;当集电极接电源负极、基极(或发射极)接正极时,则集电结反偏,反之为正偏。
总之,当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时,则为正偏,反之为反偏。