浅析三极管工作状态

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于 2018-06-13 15:10:02 首次发布

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1、NPN三极管输出特征曲线

UBE<0.7V，发射结反偏；

UCE>UBE，集电结反偏。

三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于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。

UBE=0.7V，发射结正偏；

UCE>UBE，集电结反偏。

IC=β * IB，其中β正常情况下在几十到100多的范围内。

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。

UBE=0.7V，发射结正偏；

UCE<UBE，集电结正偏，此时UCE=0.2~0.3V左右。

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0.2V~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。

首先假设三极管是工作在放大区，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！

在放大状态时，随着输入电流IB的增大，当输出电流IC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，UCE不断变小直到等于0.2~0.3V，于是集电结就变成为0偏压，并进而变为反偏——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。

三极管开关电路一般工作在饱和区，利用MMBT3904搭建电路，如下图所示（图中没有考虑Uce饱和电压）。

1、当Rb = 10K，Ib = (3.3-0.7)/10K = 260uA，假设三极管工作在放大区，Ic = β*Ib = 100*0.26 = 26mA，Uce = 5 - 2 - 300*0.026 = -4.8V < Uce(sat) = 0.2V，所以三极管工作在饱和区。

2、当Rb = 100K，Ib = (3.3-0.7)/10K = 26uA，假设三极管工作在放大区，Ic = β*Ib = 100*0.026 = 2.6mA，Uce = 5 - 2 - 300*0.0026 = 2.22V > Uce(sat) = 0.2V，所以三极管确实工作在放大区。

备注：以上计算，假设β = 100不变。

Vcc相当于GND，电容相当于短路。

电路	作用	瞬时极性
共射	1、输入信号与输出信号反相； 2、有电压放大作用； 3、有电流放大作用； 4、功率增益最高（与共集电极、共基极比较）； 5、适用于电压放大与功率放大电路。	NPN和PNP一样，集电极和基极瞬间极性相反（反相）。
共集	1、输入信号与输出信号同相； 2、无电压放大作用，电压增益小于1且接近于1，因此共集电极电路又有“电压跟随器”之称； 3、电流增益高，输入回路中的电流Ib远小于输出回路中的电流Ie和Ic； 4、有功率放大作用； 5、适用于作功率放大和阻抗匹配电路。 6、在多级放大器中常被用作缓冲级和输出级。	NPN和PNP一样，发射极和基极瞬间极性相同（同相）。
共基	1、输入信号与输出信号同相； 2、电压增益高； 3、电流增益低（≤1）； 4、功率增益高； 5、适用于高频电路。	NPN和PNP一样，发射极和集电极瞬间极性相同（同相）。