第1个回答 2009-07-16
极管的工作原理及基础知识
1 三极管的结构和分类
其共同特征就是具有三个电极,这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲,三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构,根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。
上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区,另外两层同为N型或P型,其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区,另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点,是三极管能够起放大作用的内部条件。
三个区各自引出三个电极,分别为基极(b) 、发射极(e)和集电极(c)。
如图b所示,三层结构可以形成两个PN结,分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。
三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结,因此当然可以用作开关元件,但同时三极管还是一个放大元件,正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。
2 三极管的电流放大作用
直流电压源Vcc应大于Vbb,从而使电路满足放大的外部条件:发射结正向偏置,集电极反向偏置。改变可调电阻Rb,基极电流IB,集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化,由测量结果可以得出以下结论:
(1) IE = IB + IC ( 符合克希荷夫电流定理)
(2) IC ≈ IB ×? ( ?称为电流放大系数,可表征三极管的电流放大能力)
(3)△ IC ≈ △ IB ×?
由上可见,三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。
3 三极管的放大原理
以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大
原理,
1、发射区向基区扩散电子:由于发射结处于正向偏置,发射区的多数载流子(自由电子)不断扩散到基区,并不断从电源补充进电子,形成发射极电流IE。
2、电子在基区扩散和复合:由于基区很薄,其多数载流子(空穴)浓度很低,所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合,形成比较小的基极电流IB,而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。
3、集电区收集从发射区扩散过来的电子:由于集电结反向偏置,可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区,从而形成较大的集电极电流IC。
4 三极管的输入输出特性
三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时,基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。
对硅管而言,当UCE超过1V时,集电结已经达到足够反偏,可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。如果此时再增大UCE ,只要UBE保持不变(从发射区发射到基区的电子数就一定), IB也就基本不变。就是说,当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。
由图可见,和二极管的伏安特性一样,三极管的输入特性也有一段死区,只有当UBE大于死区电压时,三极管才会出现基极电流IB。通常硅管的死区电压约为0.5V,锗管约为0.1V。在正常工作情况下,NPN型硅管的发射结电压UBE为0.6~0.7V,PNP型锗管的发射结电压UBE为-0.2~ -0.3V。
三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时,集电极电流IC与集-射极电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下,可得出不同的曲线,所以三极管的输出特性是一组曲线。通常把输出特性曲线分为三个工作区:
1、放大区:输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在放大区, IC = IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等,所以放大区也称为线性区。三级管要工作在放大区,发射结必须处于正向偏置,集电结则应处于反向偏置,对硅管而言应使UBE>0,UBC<0。
2、截止区: IB = 0的曲线以下的区域称为截止区。实际上,对NPN硅管而言,当UBE<0.5V时即已开始截止,但是为了使三极管可靠截止,常使UBE≤0V,此时发射结和集电结均处于反向偏置。
3、饱和区:输出特性曲线的陡直部分是饱和区,此时IB的变化对 IC的影响较小,放大区的?不再适用于饱和区 。在饱和区, UCE<UBE,发射结和集电结均处于正向偏置。
第3个回答 2020-04-22
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大?
为什么接了个电阻就可以将电流放大转换成电压放大???
说下原理可以吗?
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在基本的放大电路中,我们通常看到集电极与集电极电阻中间,分接了一个耦合电容,且它的值一般都有取得比较大,因它与地构成交流的输出端;基极耦合电容.基极电阻.基B到射E.最后到地构成输入.
一.电流的放大.
三极管在某个电路里,如果有一个小的信号流入电路,它的路
线为
\\\从基极耦合电容
到基极电阻到基B到射E,最后到地.
注入的信号电流改变了三极管内部电子的运动,即由BE的电流变化,引起CE的电流变化,电路空载时,CE的电压变化是较小的.当然,我现在不去理CE的变化怎么样,反正三极管的内部电子运动发生了变化,这是肯定的.那么输入的信号电流,引起了电路电源的电流经过集电极电阻到C到E,再到电路电源的负端,即C到地端的电流有了一定的流动,那么,我把这理解为基极电流的改变引起了集电极电流的改变,也把它理解作电流的放大.
二.电流放大转换成电压放大?
输入电流引起了集电极电流的变化,我们看到在集电极上端接了一个阻值不是很大的电阻,这个电阻在这里起了重要作用----有了集电极电流在串联路线的流动,当它经过集电级电阻时,在这个电阻上肯定要产生一定的压降,比如电源电压为12伏时,假如在电阻两端产生了5伏电压,那么就是12-5=7伏.
这个电路在没有信号时,假如输出为12伏电压,在有信号时,输出7伏电压,那么我们可以认为这个放大电路工作在7伏与12伏状态下.我们可不可以这样考虑呢--小的输入信号电流的有与无,最终成为了输出信号的电压变化了.我是这样理解的:小的输入信号它的电流很微弱,电压也很微弱,但经过三极管的放大作用,输入信号的电压由很小变为了7伏,它变强了.
还有,共发射极电路,输入电阻越大越好,输出越小越好?
有点不明白?
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我认为,只要是放大电路,都是输入电阻越大越好,输出越小越好.
我是这样理解的:如有某个三极管放大电路,它的输入电阻为101千欧(100千欧的基极电阻+1千欧的BE间电阻),它消耗信号源功率
P=U*U(不去理它信号电压为多少)/R=U*U/101千欧(单位:mW)
当然R越大,值越小,消耗的信号源信号也就小了,且整个电路的消耗电能也就小了.
输出越小越好?--什么是输出电阻呢?
比如在那个基本的三极管放大电路中,Rl(负载本身的电阻)+Rc(集电极电阻)就是电路的输出电阻了.
Rl+Rc的值越大,在集电极电阻和负载上消耗电能越多,那当然不经济.