2011-08-23 21:30:03 来源:互联网
三极管的工作原理 :三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信
号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为纸扇0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，
日盲紫外探测器以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。
如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时（大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β），三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加（在三极管未饱和之前）。
NPN和PNP三极管的区别（转）
NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同，说得“专业”一点，就是“极性ras同步适配器”问题。
NPN 是用 B→E 的电流（IB）控制 C→E 的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即 VC > VB > VE
PNP 是用 E→B 的电流（IB）控制 E→C 的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即 VC < VB < VE
总之 VB 一般都是在中间，VC 和 VE 在两边，这跟通常的 BJT 符号中的位置是一致的，
你可以利用这个帮助你的形象思维和记忆。而且BJT的各极之间虽然不是纯电阻，但电压方向和电流方向同样是一致的，不会出现电流从 低电位处流行高电位的情况。
如今流行的电路图画法，"阳上阴下”，也就是“正电源在上负电源在下”。那NPN电路中，E 最终都是接到地板（直接或间接），C 最终都是接到天花板（直接或间接）。PNP电路则相反，C 最终都是接到地板（直接或间接），E 最终都是接到天花板（直接或间接）。这也是为了满足上面的VC 和 VE的关系。一般的电路中，有了NPN的，你就可以按“上下对称交换”的方法得到 PNP 的版本。无论何时，只要满足上面的6个“极性”关系（4个电流方向和2个电压不等式），BJT电路就可能正常工作。当然，要保证正常工作，还必须保证这些 电压、电流满足一些进一步的定量条件，即所谓“工作点”条件。
对于NPN电路：
对于共射组态，可以粗略理解为把VE当作“固定”参考点，通过控制muhdpe合金管VB来控制VBE（VBE=VB-VE），从而控制IB，并进一步控制IC（从电位更高的地方流进C极，你也可以把C极看作朝上的进水的漏斗）。
对于共基组态，可以理解为把VB当作固定参考点，通过控制VE来控制VBE（VBE=VB-VE），从而控制IB，并进一步控制IC。
如果所需的输出信号不是电流形式，而是电压形式，这时就在 C 极加一个电阻 RC，把 IC 变成电压 IC*RC。但为满足 VC>VE， RC 另一端不接地，而接正电源。
而且纯粹从BJT本身角度，而不考虑输入信号从哪里来，共射组态和共基组态其实很相似，反正都是控制VBE，只不过一个贴片三极管“固定” VE，改变VB，一个固定VB，改变VE。
对于共射组态，没有“固定参考点”了，可以理解为利用VBE随IC或IE变化较小的特性，使得不论输出电流IE怎么变化（当然也有个限度），VE基本上始 终跟随VB变化（VE=VB-VBE），VB升高，VE也升高，VB降低，金菠萝VE也降低，这就是电压跟随器的名称的由来。
PNP电路跟NPN是对称的，例如：
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