大家都知道三極管是電流控制型元件,三極管工作在放大狀態(tài)下存在Ic=βIb的關(guān)系,怎么理解三極管的放大模型呢?這兒我們拋開三極管內(nèi)部空穴和電子的運動,還是那句話只談應(yīng)用不談原理,希望通過下面的“圖解”讓初學(xué)者對三極管有一個形象的認識。
三極管是一個以b(基極)電流Ib 來驅(qū)動流過CE 的電流Ic 的器件,它的工作原理很像一個可控制的閥門。
圖1
左邊細管子里藍色的小水流沖動杠桿使大水管的閥門開大,就可允許較大紅色的水流通過這個閥門。當(dāng)藍色水流越大,也就使大管中紅色的水流更大。如果放大倍數(shù)是100,那么當(dāng)藍色小水流為1 千克/小時,那么就允許大管子流過100千克/小時的水。三極管的原理也跟這個一樣,放大倍數(shù)為100 時,當(dāng)Ib(基極電流)為1mA 時,就允許100mA 的電流通過Ice。
NPN型三極管的三個工作狀態(tài)講解
首先我們應(yīng)該知道三極管有三個狀態(tài)。
分別為截止?fàn)顟B(tài)、飽和狀態(tài)和放大狀態(tài)。
三極管在飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)時都具有放大效應(yīng)。
接下來我們以NPN型三極管為例,分別講解一下這三個狀態(tài)。
這三個狀態(tài)你都明白了,三極管的放大效應(yīng)你自然會明白是怎么回事了。
截止?fàn)顟B(tài)
簡單來說,我們可以把B極斷開看做是截止?fàn)顟B(tài),如下圖所示的這種狀態(tài),此時三極管不導(dǎo)通,C極電位和電源電壓一樣是12V。
截止?fàn)顟B(tài)很好理解,我在這里不再多做闡述。
飽和狀態(tài)
由于每一個三極管的放大倍數(shù)都不一樣,每一種型號的三極管都有差別,所以現(xiàn)在我們不指定某一型號的三極管,只是闡述它們都遵守的這個原理,這樣,你原理搞明白了,再去看的話,都就懂了。
這時候我們給B極接上5V電源,然后中間串聯(lián)一個阻值很大的電阻,你可以把這個電阻想象成無窮大。
然后我們?nèi)浑娮鑂1的阻值慢慢變小,這時候流過的電流就會慢慢的變大,直到這個三極管被喚醒。
被喚醒之后,三極管的CE極就會有電流通過,但是比流過BE極的要大的多,比如說BE流過的電流是1ma,這時候CE極流過的就是100ma,這也是三極管放大效應(yīng)一種。
然后我們繼續(xù)讓BE間的電流增大,那么CE極會跟著放大嗎?
答案是會的,但不是一直放大,因為把12V都給了上面那個電阻是這個電路可以得到的最大的值。
直到BE極間的電流增大到某一個值之后,CE極間電流不再變化,我們就稱三極管此時達到了飽和狀態(tài)。
就像鹽水一樣,最開始我們把鹽放到水里面,鹽會溶于水,但是隨著我們鹽投入的越來越多,直到某一時刻,鹽不再溶于水了,水里面出現(xiàn)結(jié)晶了,我們就說鹽水飽和了,三極管的飽和和這個道理是一樣的。
放大狀態(tài)
我們這時候固定R1不變,也就是流過B極的電流不變。
我們把12V慢慢變大,最開始由于電源的增大,流過CE的電流慢慢變大。
如果一直增大的,后面會有一個值,無論我們怎么增大電源,這一路的電流都不會變化了,為什么呢?
因為三極管讓電源增大的電壓,施加給了它自己,此時CE之間電壓會增大,它之所以增大,是為了保持整個電路的電流保持不變,,比如說電源從12V-20V之間變化時,流過這一路的電流會保持恒定,這就是三極管的放大狀態(tài)。
再往后就不能再增大電源了,因為三極管是有耐壓的,比如說增大到40V,這時候三極管可能會被擊穿,造成永久性的損壞!