三極管共有三種工作狀態(tài):截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。用于不同目的三極管其工作狀態(tài)是不同的。
1.三極管截止工作狀態(tài)
用來(lái)放大信號(hào)的三極管不應(yīng)工作在截止?fàn)顟B(tài),若輸入信號(hào)部分進(jìn)入三極管特性的截止區(qū),則輸出會(huì)產(chǎn)生非線性失真。
非線性失真是指給三極管輸入一個(gè)正弦信號(hào),從三極管輸出的信號(hào)已不是一個(gè)完整的正弦信號(hào),輸出信號(hào)與輸入信號(hào)不同。
如果三極管基極上輸入信號(hào)的負(fù)半周進(jìn)入三極管截止區(qū),將引起削頂失真。注意,三極管基極上的負(fù)半周信號(hào)對(duì)應(yīng)于三極管集電極的正半周信號(hào),所以三極管集電極輸入信號(hào)的正半周被三極管的截止區(qū)去掉。
當(dāng)三極管用于開(kāi)關(guān)電路時(shí),三極管的一個(gè)工作狀態(tài)就是截止?fàn)顟B(tài)。注意,開(kāi)關(guān)電路中的三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),所以不存在這樣的削頂失真。
2.三極管放大工作狀態(tài)
在線性狀態(tài)下,給三極管輸入一個(gè)正弦信號(hào),則輸出的也是正弦信號(hào),此時(shí)輸出信號(hào)的幅度比輸入信號(hào)要大,說(shuō)明三極管對(duì)輸入信號(hào)已有了放大作用,但是正弦信號(hào)的特性并未改變,所以沒(méi)有非線性失真。輸出信號(hào)的幅度變大,這也是一種失真,稱之為線性失真,放大器中這種線性失真是需要的,沒(méi)有這種線性失真放大器就沒(méi)有放大能力。
要想使三極管進(jìn)入放大區(qū),無(wú)論是NPN型三極管還是PNP型三極管,必須給三極管各個(gè)電極一個(gè)合適的直流電壓,歸納起來(lái)是兩個(gè)條件:集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏。
3.三極管飽和工作狀態(tài)。
三極管在放大工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上,如果基極電流進(jìn)一步增大許多,三極管將進(jìn)入飽和狀態(tài),這時(shí)的三極管電流放大倍數(shù)β要下降許多,飽和得越深值越小,電流放大倍數(shù)一直能小到小于1的程度,這時(shí)三極管沒(méi)有放大能力。
在三極管處于飽和狀態(tài)時(shí),輸入三極管的信號(hào)要進(jìn)入飽和區(qū),這也是一個(gè)非線性區(qū)。三極管進(jìn)入飽和區(qū)后造成的信號(hào)失真,它與截止區(qū)信號(hào)失真不同的是,加在三極管基極的信號(hào)的正半周進(jìn)入飽和區(qū),在集電極輸出信號(hào)中是負(fù)半周被削掉,所以放大信號(hào)時(shí)三極管也不能進(jìn)入飽和區(qū)。
在開(kāi)關(guān)電路,三極管的另一個(gè)工作狀態(tài)是飽和狀態(tài)。由于三極管開(kāi)關(guān)電路不放大信號(hào),所以也不會(huì)存在這樣的失真。
三極管的三種工作狀態(tài)中,三極管工作電流都有一定的范圍,其中截止區(qū)的電流范圍最小,放大區(qū)的范圍最大,飽和區(qū)其次,當(dāng)然通過(guò)外電路的調(diào)整也可以改變各工作區(qū)的電流范圍。
三極管的三種工作狀態(tài)中,放大倍數(shù)β也不同,截止區(qū)、飽和區(qū)中的β很小,放大區(qū)中的β大且大小基本不變。
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