三極管的導通條件
1.截止區:
其特征是發射結電壓小于開啟電壓且集電結反向偏置。對于共射電路,UBE《=UON且UCE》UBE 。此時IB=0,而iC《=ICEO。小功率硅管的ICEO+在1uA以下,鍺管的ICEO小于幾十微安。因此在近似計算時認為晶體管截止時的iC=0。
2.放大區:
其特征是發射結正向偏置(UBE大于發射結開啟電壓UON)且集電結反向偏置。對于共射電路,UBE》UON且UCE》=UBE (即UC》UB》UE)。此時的,iC幾乎僅決定于IB,而與UCE無關,表現出IB 對 iC的控制作用,IC=?IB。在理想情況下,當IB按等差變化時,輸出特性是一組橫軸的等距離平行線。(簡單的說對于NPN型管子,是C點電位》B點電位》E點電位,對PNP型管子,是E點電位》B點電位》C點電位,這是放大的條件。)
3.飽和區:
其特征是發射結和集電結均處于正向偏置。對于共射電路,UBE》UON且 UCE《UBE。此時IC不僅與IB有關,而且明顯隨UCE增大而增大,IC《IB。在實際電路中,如晶體管的UBE增大時,IB隨之增大,但IC增大不多或基本不變,則說明晶體管進入飽和區。對于小功率管,可以認為當UCE=UBE,及UCB=0時,晶體管處于臨界狀態,及臨界飽和和臨界放大狀態。
主要是根據兩個pn結的偏置條件來決定:
發射結正偏,集電結反偏——放大狀態;
發射結正偏,集電結也正偏——飽和狀態;
發射結反偏,集電結也反偏——截止狀態。
這些狀態之間的轉換,可以通過輸入電壓或者相應的輸入電流來控制,例如:在放大狀態時,隨著輸入電流的增大,當輸出電流在負載電阻上的壓降等于電源電壓時,則電源電壓就完全降落在負載電阻上,于是集電結就變成為0偏壓,并進而變為正偏壓——即由放大狀態轉變為飽和狀態。當輸入電壓反偏時,則發射結和集電結都成為了反偏,沒有電流通過,即為截止狀態。
正偏與反偏的區別:對于NPN晶體管,當發射極接電源正極、基極接負極時,則發射結是正偏,反之為反偏;當集電極接電源負極、基極(或發射極)接正極時,則集電結反偏,反之為正偏。總之,當p型半導體一邊接正極、n型半導體一邊接負極時,則為正偏,反之為反偏。
1 三極客的飽和狀態確實取決于外部偏置電阻電路,但不一定需要事先設置好。如,當集電極電阻的參數處在合適范圍時,三極客是否進入飽和狀態主要取決于基極的控制。開關型三極管就是這樣工作的,要么截止要么飽和,取決于基極的控制。
2 三極客處于飽和狀態時,兩個PN結不是“都”處于正偏狀態,發射結是正偏狀態,要特別注意的是集電結,集電結電壓雖然可以為正但決不能達到門值,所以集電結并不是正偏狀態。如果集電結的正電壓達到門值,則反向的集電結(極)“少子”電流將消失,取而代之的就是由基極指向集電極的“正向多子”電流,這時的三極管就完全等效成了兩個二極管,這個正向多子電流純粹就是集電結的一個正向導通電流(即二極管電流),而不再具備集電極電流的任何意義。
所以,飽和狀態條件下,發射結是正偏,集電結是“零”偏并不是正偏,因此,集電極的電流仍然是以發射區過來的“少子”構成,屬于少子反向導通電流。為什么說是反向,前已說明。
使三極管處于飽和導通狀態,需要滿足的條件是什么?
從電壓上描述是:三極管發射結正向偏置,集電結零偏置或正向偏置;
Ube ≈ 0.7 V,Ubc ≥ 0 V 。
從電流上描述是:基極電流乘以放大倍數大于集電極電流:
Ib * β 》 Ic ≈ Vcc / Rc,電源電壓除以集電極電阻.