三极管特性——截止区、放大区、饱和区

本文详细解析了三极管的三种工作状态:截止区、放大区和饱和区。介绍了不同区域的工作条件及特点,例如在截止区时三极管未导通,在放大区时呈现出线性放大关系,在饱和区时集电极电流不再随基极电流增加而增加。

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三极管在硬件设计中太过普遍了,不过要很好的理解三级管的特性,却没有那么简单,下图的曲线中截止区和放大区理解较为容易,而饱和区不能看图理解,否则会很迷糊。

(1)截止区:简单的讲就是三极管未导通,Ube<打开电压,一般是小于0.5或者0.7V,此时Ib=0,Ic=Iceo≈0.

(2)放大区:发射结正偏(Ube>0),集电结反偏(Ubc<0),此时Ic=βIb,成线性放大关系。

(3)饱和区:发射结正片,集电结正偏(Uce<Ube),βIb>Ic,Uce≈0.3V。饱和区的理解较为难,简单的讲有两种情况下会出现饱和区,一是集电极供电电压低,另外一种情况是随着基极电流Ib的不断增大,集电极电流不可能一直线性倍数增大,当基极电流增大到一定数值后,集电极的电流就不变了,此时会出现一个临界值,会导致集电结反偏,进而出现饱和区。可见,进入饱和区的一个重要点就是要Ib足够大。在这里不要对照下图曲线,这个曲线会让你更迷糊,记住概念就好。

转载于:https://www.cnblogs.com/duwenqidu/p/8461731.html

### 三极管工作域详解 #### 大区 当提到三极管用于信号大时,通常是指其处于大区。在此域内,基极电流\(I_B\)的变化能够线性地控制集电极电流\(I_C\)的变化,从而实现对输入信号的大效果[^1]。 对于NPN型三极管而言,在大状态下,发射结正向偏置而集电结反向偏置;相反地,针对PNP型,则是发射结负向偏置且集电结同样保持反向偏置的状态下操作于该模式之下[^4]。 ```python def is_amplification_region(vbe, vce): """ 判断给定电压条件下是否满足三极管大区条件 参数: vbe (float): 发射结电压差 vce (float): 集电结电压差 返回: bool: 若为大区则返回True,否则False """ if isinstance(vbe, float) and isinstance(vce, float): # NPN 型假设 return 0.7 < vbe <= 0.8 and vce > 0.2 ``` #### 截止 一旦三极管被设置到截止状态,意味着几乎没有载流子注入到基内,因此几乎不存在任何从发射极流向集电极的有效电流流动。具体来说就是: - 对于NPN类型的器件,如果发射结和集电结都施加了足够的反向偏压; - 或者说在更实际的应用场景中,只要保证基极相对于发射极为低电位即可使三极管进入这种关闭状态[^2]。 ```python def is_cutoff_region(vbe, vce): """ 判读当前参数配置下的三极管是否位于截止 参数: vbe (float): 发射结电压差 vce (float): 集电结电压差 返回: bool: 如果是在截止就返回 True 否则 False """ if isinstance(vbe, float) and isinstance(vce, float): # 考虑NPN情况 return vbe <= 0 or vce >= 0 ``` #### 饱和 最后要讨论的是饱和——这是指当三极管作为开关应用时所期望达到的一种导通程度最大的工作方式。在这个阶段里,即使继续增加基极驱动强度也不会再引起更大的集电极电流增长,因为此时已经达到了极限值。换句话说,即当VCE变得非常小时(接近零),无论IB有多大变化都不会显著改变IC大小,这就表明进入了所谓的“深饱和”。 ```python def is_saturation_region(vbe, vce): """ 测试指定条件下三极管是不是处在饱和 参数: vbe (float): 发射结电压差 vce (float): 集电结电压差 返回: bool: 处于饱和的话给出 True ,反之则是 False """ if isinstance(vbe, float) and isinstance(vce, float): # 这里的数值可能依据不同型号有所调整 return vbe > 0.7 and abs(vce) < 0.2 ```
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