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晶體三極體

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

晶體三極體一、三極體的電流放大原理晶體三極體(以下簡稱三極體)按材料分有兩種:儲管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極體,兩者除了電源極性不同外,其工……

晶體三極體
一、三極體的電流放大原理
晶體三極體(以下簡稱三極體)按材料分有兩種:儲管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極體,兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。

圖1、晶體三極體(NPN)的結構




Ie=Ib+Ic

β1=Ic/Ib
式中:β--稱為直流放大倍數,

β= △Ic/△Ib
式中β--稱為交流電流放大倍數,由於低頻時β1和β的數值相差不大,所以有時為了方便起見,對兩者不作嚴格區分,β值約為幾十至一百多。
三極體是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極體的電流放大作用,通過電阻轉變為電壓放大作用。
二、三極體的特性曲線
1、輸入特性
圖2 (b)是三極體的輸入特性曲線,它表示Ib隨Ube的變化關係,其特點是:1)當Uce在0-2伏範圍內,曲線位置和形狀與Uce 有關,但當Uce高於2伏后,曲線Uce基本無關通常輸入特性由兩條曲線(Ⅰ和Ⅱ)表示即可。
2)當Ube<UbeR時,Ib≈O稱(0~UbeR)的區段為“死區”當Ube>UbeR時,Ib隨Ube增加而增加,放大時,三極體工作在較直線的區段。
3)三極體輸入電阻,定義為:
rbe=(△Ube/△Ib)Q點,其估算公式為:
rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏)
rb為三極體的基區電阻,對低頻小功率管,rb約為300歐。
2、輸出特性
輸出特性表示Ic隨Uce的變化關係(以Ib為參數)從圖2(C)所示的輸出特性可見,它分為三個區域:截止區、放大區和飽和區。

Icbo=(1+β)Icbo
常溫時硅管的Icbo小於1微安,鍺管的Icbo約為10微安,對於鍺管,溫度每升高12℃,Icbo數值增加一倍,而對於硅管溫度每升高8℃,Icbo數值增大一倍,雖然硅管的Icbo隨溫度變化更劇烈,但由於鍺管的Icbo值本身比硅管大,所以鍺管仍然受溫度影響較嚴重的管,放大區,當晶體三極體發射結處於正偏而集電結於反偏工作時,Ic隨Ib近似作線性變化,放大區是三極體工作在放大狀態的區域。
飽和區 當發射結和集電結均處於正偏狀態時,Ic基本上不隨Ib而變化,失去了放大功能。根據三極體發射結和集電結偏置情況,可能判別其工作狀態。

圖2、三極體的輸入特性與輸出特性
截止區和飽和區是三極體工作在開關狀態的區域,三極體和導通時,工作點落在飽和區,三極體截止時,工作點落在截止區。
三、三極體的主要參數
1、直流參數




β1=Ic/Ib
2、交流參數

β= △Ic/△Ib
一般晶體管的β大約在10-200之間,如果β太小,電流放大作用差,如果β太大,電流放大作用雖然大,但性能往往不穩定。

α=△Ic/△Ie
因為△Ic<△Ie,故α<1。高頻三極體的α>0.90就可以使用
α與β之間的關係:
α= β/(1+β)
β= α/(1-α)≈1/(1-α)

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