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图文并茂讲解三极管原理

2017年02月09日 13:59 次阅读
三极管是一种控制电流的半导体器件,其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号, 也用作无触点开关。关于三极管原理的解读有多种版本,这篇文章将通过图文并茂的方式让你更容易了解三极管。 一、很多初学者都会认为三极管是两个 PN 结的简单凑合(如图1)。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(见图 2 ),两个 PN 结共用了一个 P 区 —— 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。 三极管的工作原理 三极管的工作原理 二、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(见图 3 ),用式子来表示就是 三极管的工作原理 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。例如,基极电流的变化量 ΔI b = 10 μA , β = 50 ,根据 ΔI c = βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量 ΔI c = 50&TImes;10 = 500μA ,实现了电流放大。 三、三极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供 I b 、 I c 和 I e 这三个电流。为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4 )。这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极 e 就对应着图 4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。电路见图 5 ,若给三极管外加一定的电压,就会产生电流 I b 、 I c 和 I e 。调节电位器 RP 改变基极电流 I b , I c 也随之变化。由于 I c = βI b ,所以很小的 I b 控制着比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由三极管产生的,是由电源 V CC 在 I b 的控制下提供的,所以说三极管起着能量转换作用。 三极管的工作原理 四、如图5,假设三极管的β=100,RP=200K,此时的Ib=6v/(200k+100k)=0.02mA,Ic=βI b=2mA 当RP=0时,Ib=6v/100k=0.06mA,Ic=βI b=2mA。以上两种状态都符合Ic=βI b,我们说,三极管处于“放大区”。假设RP=0,Rb=1k,此时,Ib=6v/1k=6mA按Ic=βI b计算,Ic应等于600mA,而实际上,由于图中300欧姆限流电阻(Rc)的存在,实际上Ic=(6v/300)≈20mA,此时,Ic≠βI b,而且,Ic不再受Ib控制,即处于“饱和区”,当RP和Rb大到一定程度,使Ube《死区电压(硅管约0.5V,锗管约0.3)此时be结处于不导通状态,Ib=0,则Ic=0,处于“截止区”。 三极管的工作原理 五、单纯从“放大”的角度来看,我们希望 β 值越大越好。可是,三极管接成共发射极放大电路(图 6 )时,从管子的集电极 c 到发射极 e 总会产生一有害的漏电流,称为穿透电流 I ceo ,它的大小与 β 值近似成正比, β 值越大, I ceo 就越大。 I ceo 这种寄生电流不受 I b 控制,却成为集电极电流 I c 的一部分, I c = βI b + I ceo 。值得注意的是, I ceo 跟温度有密切的关系,温度升高, I ceo 急剧变大,破坏了放大电路工作的稳定性。所以,选择三极管时,并不是 β 越大越好,一般取硅管 β 为 40 ~ 150 ,锗管取 40 ~ 80 。 三极管的工作原理

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本文主要介绍了万能的三极管等效模型!帮你搞定各种参数分析。晶体管放大电路的主要构成元件为pnp型、n...
发表于 2018-01-06 12:16 993次阅读
万能的三极管等效模型!帮你搞定各种参数分析

几类器件慎重采用串并联结构设计

几类器件慎重采用串并联结构设计。继电器不允许并联一起以提供较大电流、两只电容或两只开关类管子(IGB...
发表于 2018-01-05 11:46 1642次阅读
几类器件慎重采用串并联结构设计

开关电路_三极管开关电路介绍

本文为大家介绍三种三极管开关电路。
发表于 2018-01-04 11:51 706次阅读
开关电路_三极管开关电路介绍

怎么学好三极管放大电路设计?这个工程师经验不错

放大电路的核心元件是三极管,所以要对三极管要有一定的了解。用三极管构成的放大电路的种类较多,我们用常...
发表于 2018-01-04 07:24 1963次阅读
怎么学好三极管放大电路设计?这个工程师经验不错

将三极管连接成二极管有什么妙用?

在电子电路中,常见到晶体三极管接成二极管的形式使用,特别是在集成电路中,这种情况更为普遍。
发表于 2017-12-31 08:53 2756次阅读
将三极管连接成二极管有什么妙用?

三极管开关电路设计电路图原理详解

晶体管开关电路(工作在饱和态)在现代电路设计应用中屡见不鲜,经典的74LS,74ALS等集成电路内部...
发表于 2017-12-29 07:24 3103次阅读
三极管开关电路设计电路图原理详解

15招教你如何检测电子元器件的失效与损坏

电子设备中使用着大量各种类型的电子元器件,设备发生故障大多是由于电子元器件失效或损坏引起的。因此怎么...
发表于 2017-12-29 06:00 3247次阅读
15招教你如何检测电子元器件的失效与损坏

深度剖析三极管的工作原理

三极管是最重要的电子元器件之一,成功制作世界上第一只半导体三极管的美国物理学家约翰·巴丁(John ...
发表于 2017-12-25 13:46 967次阅读
深度剖析三极管的工作原理

什么是三极管的倒置状态及其作用

三极管是由两个PN构成的半导体器件,当三个电极加有不同电压时,两个PN的状态也不同,进而决定了三极管...
发表于 2017-12-25 10:38 407次阅读
什么是三极管的倒置状态及其作用

学电路不得不知道的模拟放大电路四大特点

放大是最基本的模拟信号处理功能,它是通过放大电路实现的,大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电...
发表于 2017-12-25 07:38 3772次阅读
学电路不得不知道的模拟放大电路四大特点

三极管在数字电路里的开关特性常见应用的分析

三极管在数字电路里的开关特性,最常见的应用有 2 个:一个是控制应用,一个是驱动应用。
发表于 2017-12-22 17:16 1547次阅读
三极管在数字电路里的开关特性常见应用的分析

深度剖析PNP与NPN型传感器

PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器。
发表于 2017-12-22 10:25 1053次阅读
深度剖析PNP与NPN型传感器

PLC和NPN、PNP选型和接法的详细分析

三菱FX是内部电路板上光藕共阳接法,所以只能用NPN型西门子或台达等PLC的COM端是悬空的可以自行...
发表于 2017-12-18 17:03 1235次阅读
PLC和NPN、PNP选型和接法的详细分析

基于TL431简易电路实现电压检测的方法

本文主要介绍了基于TL431简易电路实现电压检测的方法,采用tl431、PNP和NPN三极管来设计掉...
发表于 2017-12-14 09:10 2504次阅读
基于TL431简易电路实现电压检测的方法

三极管基本知识及电子电路图详解

三极管不是两个PN结的间单拼凑,两个二极管是组成不了一个三极管的!工艺结构在半导体产业相当重要,PN...
发表于 2017-12-11 10:50 1653次阅读
三极管基本知识及电子电路图详解

三极管在数字电路里的控制应用与驱动应用详解

当 IO 口输出高电平 5V 时,三极管导通,OUT 输出低电平 0V,当 IO 口输出低电平时,三...
发表于 2017-12-09 10:09 2606次阅读
三极管在数字电路里的控制应用与驱动应用详解

ab类功放有什么特点

A(甲)类功放对于B(乙)类功放而言,声音上有明显优点是无庸置疑的,我就音上有明显优点是无庸置疑的,...
发表于 2017-12-06 11:52 991次阅读
ab类功放有什么特点

单片机外围电路设计中的十大注意事项详解

出现这样的原因是由于RST引脚内含三极管,即便在截止状态时也会有少量截止电流,当R取的非常大时,微弱...
发表于 2017-12-06 10:04 2375次阅读
单片机外围电路设计中的十大注意事项详解

详解三极管(结构、制程、原理特性、电路、分类与发...

"晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件"
发表于 2017-12-06 09:20 1006次阅读
详解三极管(结构、制程、原理特性、电路、分类与发...

基于EWB的测温电路设计原理分析以及其优势

本文将EWB软件应用于实际项目中,设计了一款测温电路,所设计的测温电路没有采用专用的温度传感器和高精...
发表于 2017-12-06 04:10 151次阅读
 基于EWB的测温电路设计原理分析以及其优势

放大电路饱和失真和截止失真怎样区分?

 放大电路义称为放大器,它是使用最为广泛的电子电路之一、也是构成其他电子电路的基础单元电路。所谓放大...
发表于 2017-12-04 12:40 1621次阅读
放大电路饱和失真和截止失真怎样区分?

什么是放大电路的输出波形失真?怎么解决?

放大电路义称为放大器,它是使用最为广泛的电子电路之一、也是构成其他电子电路的基础单元电路。所谓放大,...
发表于 2017-12-03 11:13 1927次阅读
什么是放大电路的输出波形失真?怎么解决?

基于CD4069的放大电路设计

CD4069芯片是在数字电路和单片机系统中常用的 六反相器,他的结构比较简单,一共有六路反相器,一共...
发表于 2017-12-01 15:00 926次阅读
基于CD4069的放大电路设计

三极管基极电阻阻值大小选取

接在c极,使用PNP三极管,这样当三极管饱和导通时Vce的压降最小,电流输出大,管子发热少。电阻的算...
发表于 2017-11-30 16:19 899次阅读
三极管基极电阻阻值大小选取

基极下拉电阻概念及计算方法解析

输出端的接电源或接地的电阻叫上拉、下拉电阻,而基极电阻不叫这个名称,应该叫基极偏置电路分压电阻。根据...
发表于 2017-11-30 15:26 374次阅读
基极下拉电阻概念及计算方法解析

双端输入求和放大电路的特点及性能解析

双端输入也称差动输入,双端输入求和运算电路如图1所示。其输出电压表达式的推导方法与同相输入运算电路相...
发表于 2017-11-30 10:25 4245次阅读
双端输入求和放大电路的特点及性能解析

反向和同向求和放大电路特点分别是什么

反相输入运算电路(比例) 输入信号加在反相输入端 引入深度电压并联负反馈 集成运放工作在线性区 输出...
发表于 2017-11-30 09:57 4099次阅读
反向和同向求和放大电路特点分别是什么

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