三極管的三個(gè)工作區(qū)域

三極管

三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號(hào)放大成幅度值較大的電信號(hào)， 也用作無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

三極管的有3種工作狀態(tài)，也叫3個(gè)工作區(qū)域，即：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。

(1)截止區(qū)：三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.6—0.7V的導(dǎo)通電壓，發(fā)射結(jié)沒有導(dǎo)通集電結(jié)處于反向偏置，沒有放大作用。相當(dāng)于一個(gè)打開的開關(guān)。

(2)放大區(qū)：三極管的發(fā)射極加正向電壓(鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V)，集電極加反向電壓導(dǎo)通后，Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關(guān)系，在基極加上一個(gè)小信號(hào)電流，引起集電極大的信號(hào)電流輸出。

(3)飽和區(qū)：當(dāng)三極管的集電結(jié)電流IC增大到一定程度時(shí)，再增大Ib，Ic也不會(huì)增大，超出了放大區(qū)，進(jìn)入了飽和區(qū)。飽和時(shí)，Ic最大，集電極和發(fā)射之間的內(nèi)阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V。相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)。

由上可見三極管具有“開關(guān)”和“放大”兩大功能。

從三極管的PN結(jié)看3個(gè)工作區(qū)：

有人可能會(huì)有疑問，三極管由2個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，能否用2個(gè)二極管接成一個(gè)三極管?

答案是：否。原因：從三極管制造工藝上和電流放大原理看，基區(qū)很薄，利于基區(qū)少數(shù)載流子通過基區(qū)而不被中和，而用二極管接成的，基區(qū)范圍很大，基區(qū)的少數(shù)載流子在基區(qū)有足夠的時(shí)間和空間被中和。

任何三極管都是由兩個(gè)PN結(jié)組合而成的，PN結(jié)實(shí)際就是一個(gè)二極管，我們知道二極管具有單向?qū)щ娦?，就是說如果P極電壓高于N極

電壓(這叫正向偏置)電流可以從二極管的P極流向N極，而當(dāng)N極電壓高于P極電壓(這叫反向偏置)電流不能從N極流向P極。

當(dāng)發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置，該三極管就工作在放大狀態(tài);

當(dāng)其發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是正向偏置時(shí)，該三極管就工作在飽和狀態(tài);

當(dāng)其發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是反向偏置時(shí)，該三極管就工作在截止?fàn)顟B(tài)。

NPN型三極管是基極為P極，集電極和發(fā)射極均為N極的三極管，按上述原理當(dāng)：

Vb>Ve，Vb>Vc (即發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏)：飽和狀態(tài)，且Vb>Vc>Ve(Vce≈0.1~0.3V);

Ve>Vb，Vc>Vb (即發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏)：截止?fàn)顟B(tài)，且Vc>Ve>Vb(Vce≈電源電壓VCC);

Ve＜Vb＜Vc（即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）：三極管工作在放大狀態(tài)(Vce介于上兩種情況之間)。