三極管的工作狀態

三極管的工作狀態

三極管有三種工作狀態：截止狀態、放大狀態、飽和狀態。當三極管用于不同目的時，它的工作狀態是不同的三極管的三種狀態也叫三個工作區域?1.?截止狀態?

當加在三極管發射結的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發射極之間相當于開關的斷開狀態，我們稱三極管處于截止狀態。一般將IB≤0的區域稱為截止區，?在圖中為IB＝0的一條曲線的以下部分。此時IC也近似為零。由于各極電流都基本上等于零，?因而此時三極管沒有放大作用。?

其實IB＝0時，?IC并不等于零，?而是等于穿透電流ICEO。?

一般硅三極管的穿透電流小于1μA，?在特性曲線上無法表示出來。鍺三極管的穿透電流約幾十至幾百微安。??

當發射結反向偏置時，?發射區不再向基區注入電子，?則三極管處于截止狀態。所以，?在截止區，?三極管的兩個結均處于反向偏置狀態。對NPN三極管，?UBE＜0，?UBC＜0。????

2.?放大狀態?

當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并處于某一恰當的值時，三極管的發射結正向偏置，集電結反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數β＝ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態。此時發射結正向運用，?集電結反向運用。?在曲線上是比較平坦的部分，?表示當IB一定時，?IC的值基本上不隨UCE而變化。在這個區域內，當基極電流發生微小的變化量ΔIB時，?相應的集電極電流將產生較大的變化量ΔIC，?此時二者的關系為?ΔIC＝βΔIB?

該式體現了三極管的電流放大作用。??

對于NPN三極管，?工作在放大區時UBE≥0.7V，?而UBC＜0。????

3.?飽和狀態?

當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并當基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態。三極管的這種狀態我們稱之為飽和導通狀態。?曲線靠近縱軸附近，?各條輸出特性曲線的上升部分屬于飽和區。?在這個區域，?不同IB值的各條特性曲線幾乎重疊在一起，?即當UCE較小時，?管子的集電極電流IC基本上不隨基極電流IB而變化，?這種現象稱為飽和。此時三極管失去了放大作用，?IC＝βIB或ΔIC＝βΔIB關系不成立。

一般認為UCE＝UNE，?即UCB＝0時，?三極管處于臨界飽和狀態，?當UCE＜UBE時稱為過飽和。三極管飽和時的管壓降用UCES表示。在深度飽和時，?小功率管管壓降通常小于0.3V。??三極管工作在飽和區時，?發射結和集電結都處于正向偏置狀態。對NPN三極管，UBE＞0，?UBC＞0。

NPN三極管輸出特征曲線

NPN三極管工作狀態

1、截止：發射極反偏、集電極反偏

UBE《0.7V，發射極反偏；

UCE》UBE，集電極反偏。

三極管工作在截止狀態，當發射結電壓Ube小于0.7V的導通電壓，發射結沒有導通集電結處于反向偏置，沒有放大作用。

2、放大：發射極正偏、集電極反偏

UBE=0.7V，發射極正偏；

UCE》UBE，集電極反偏。

IC=β * IB，其中β正常情況下在幾十到100多的范圍內。

Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關系，在基極加上一個小信號電流，引起集電極大的信號電流輸出。

3、飽和：發射極正偏、集電極正偏

UBE=0.7V，發射極正偏；

UCE《UBE，集電極正偏，此時UCE=0.2~0.3V左右。

當三極管的集電結電流IC增大到一定程度時，再增大IB，IC也不會增大，超出了放大區，進入了飽和區。飽和時，Ic最大，集電極和發射之間的內阻最小，電壓UCE只有0.2V~0.3V，UCE《UBE，發射結和集電結均處于正向電壓。三極管沒有放大作用，集電極和發射極相當于短路，常與截止配合于開關電路。

判斷方法：

先假設是在飽和區，在計算C E兩端的電壓，以0.3伏作為飽和區放大區的判斷標準（小于則為飽和模式，大于則為放大模式）；當C E間電壓為無窮大時即為截止區！

放大到飽和狀態的轉換：

在放大狀態時，隨著輸入電流IB的增大，當輸出電流IC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，UCE不斷變小直到等于0.2~0.3V，于是集電結就變成為0偏壓，并進而變為反偏——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。