三極管放大電路基本原理
2019-08-19 17:16:00閱讀量:1739
三極管是電流放大器件,有三個極,分別叫做集電極C,基極B,發(fā)射極E。分成NPN和PNP兩種。以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明三極管放大電路的基本原理。
三極管在實際的放大電路中使用時,還需要加合適的偏置電路。這有幾個原因:
首先是由于三極管BE結的非線性(相當于一個二極管),基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生(對于硅管,常取0.7v)。當基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7v時,基極電流就可以認為是0。但實際中要放大的信號往往遠比0.7v要小,如果不加偏置的話,這么小的信號就不足以引起基極電流的改變(因為小于0.7v時,基極電流都是0)。如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時,小信號就會導致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會被放大并在集電極上輸出。
另一個原因就是輸出信號范圍的要求,如果沒有加偏置,那么只有對那些增加的信號放大,而對減小的信號無效(因為沒有偏置時集電極電流為0,不能再減小了)。而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當輸入的基極電流變小時,集電極電流就可以減小;當輸入的基極電流增大時,集電極電流就增大。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。
三極管的飽和情況。像下邊那樣的圖,因為受到電阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大電流為U/Rc,其中U為電源電壓),集電極電流是不能無限增加下去的。當基極電流的增大,不能使集電極電流繼續(xù)增大時,三極管就進入了飽和狀態(tài)。一般判斷三極管是否飽和的準則是:Ib*β〉Ic。進入飽和狀態(tài)之后,三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小,可以理解為一個開關閉合了。這樣我們就可以拿三極管來當作開關使用:當基極電流為0時,三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止),相當于開關斷開;當基極電流很大,以至于三極管飽和時,相當于開關閉合。如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài),那么這樣的三極管我們一般把它叫做開關管。

但是在實際使用中要注意,在開關電路中,飽和狀態(tài)若在深度飽和時會影響其開關速度,飽和電路在基極電流乘放大倍數(shù)等于或稍大于集電極電流時是淺度飽和,遠大于集電極電流時是深度飽和。因此我們只需要控制其工作在淺度飽和工作狀態(tài)就可以提高其轉換速度。
對于PNP型三極管,分析方法類似,不同的地方就是電流方向跟NPN的剛好相反,因此發(fā)射極上面那個箭頭方向也反了過來——變成朝里的了。
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