三极管的导通条件
1.截止区:
其特征是发射结电压小于开启电压且集电结反向偏置。对于共射电路,UBE《=UON且UCE》UBE 。此时IB=0,而iC《=ICEO。小功率硅管的ICEO+在1uA以下,锗管的ICEO小于几十微安。因此在近似计算时认为晶体管截止时的iC=0。
2.放大区:
其特征是发射结正向偏置(UBE大于发射结开启电压UON)且集电结反向偏置。对于共射电路,UBE》UON且UCE》=UBE (即UC》UB》UE)。此时的,iC几乎仅决定于IB,而与UCE无关,表现出IB 对 iC的控制作用,IC=?IB。在理想情况下,当IB按等差变化时,输出特性是一组横轴的等距离平行线。(简单的说对于NPN型管子,是C点电位》B点电位》E点电位,对PNP型管子,是E点电位》B点电位》C点电位,这是放大的条件。)
3.饱和区:
其特征是发射结和集电结均处于正向偏置。对于共射电路,UBE》UON且 UCE《UBE。此时IC不仅与IB有关,而且明显随UCE增大而增大,IC《IB。在实际电路中,如晶体管的UBE增大时,IB随之增大,但IC增大不多或基本不变,则说明晶体管进入饱和区。对于小功率管,可以认为当UCE=UBE,及UCB=0时,晶体管处于临界状态,及临界饱和和临界放大状态。
主要是根据两个pn结的偏置条件来决定:
发射结正偏,集电结反偏——放大状态;
发射结正偏,集电结也正偏——饱和状态;
发射结反偏,集电结也反偏——截止状态。
这些状态之间的转换,可以通过输入电压或者相应的输入电流来控制,例如:在放大状态时,随着输入电流的增大,当输出电流在负载电阻上的压降等于电源电压时,则电源电压就完全降落在负载电阻上,于是集电结就变成为0偏压,并进而变为正偏压——即由放大状态转变为饱和状态。当输入电压反偏时,则发射结和集电结都成为了反偏,没有电流通过,即为截止状态。
正偏与反偏的区别:对于NPN晶体管,当发射极接电源正极、基极接负极时,则发射结是正偏,反之为反偏;当集电极接电源负极、基极(或发射极)接正极时,则集电结反偏,反之为正偏。总之,当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时,则为正偏,反之为反偏。
1 三极客的饱和状态确实取决于外部偏置电阻电路,但不一定需要事先设置好。如,当集电极电阻的参数处在合适范围时,三极客是否进入饱和状态主要取决于基极的控制。开关型三极管就是这样工作的,要么截止要么饱和,取决于基极的控制。
2 三极客处于饱和状态时,两个PN结不是“都”处于正偏状态,发射结是正偏状态,要特别注意的是集电结,集电结电压虽然可以为正但决不能达到门值,所以集电结并不是正偏状态。如果集电结的正电压达到门值,则反向的集电结(极)“少子”电流将消失,取而代之的就是由基极指向集电极的“正向多子”电流,这时的三极管就完全等效成了两个二极管,这个正向多子电流纯粹就是集电结的一个正向导通电流(即二极管电流),而不再具备集电极电流的任何意义。
所以,饱和状态条件下,发射结是正偏,集电结是“零”偏并不是正偏,因此,集电极的电流仍然是以发射区过来的“少子”构成,属于少子反向导通电流。为什么说是反向,前已说明。
使三极管处于饱和导通状态,需要满足的条件是什么?
从电压上描述是:三极管发射结正向偏置,集电结零偏置或正向偏置;
Ube ≈ 0.7 V,Ubc ≥ 0 V 。
从电流上描述是:基极电流乘以放大倍数大于集电极电流:
Ib * β 》 Ic ≈ Vcc / Rc,电源电压除以集电极电阻.