三极管原理

时间:2024-03-17 21:24:00编辑:奇事君

三极管工作原理详解,看完这4点懂了!

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。下面介绍的是三极管工作原理,不了解的朋友跟小编一起来看看吧。
三极管工作原理
一、电流放大
下面的分析仅对于NPN型硅三极管.我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic.这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向.三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百).如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化.如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化.我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了.
二、偏置电路
三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路.这有几个原因.首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压 大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V).当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0.但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0).如果我们事先在三极管的基极上加上一 个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小 信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出.另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的 信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了).而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极 电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大.这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了.
三、开关作用
下面说说三极管的饱和情况.像上面那样的图,因为受到电阻 Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的.当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大 时,三极管就进入了饱和状态.一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic.进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为 一个开关闭合了.这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很 大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合.如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管.
四、工作状态
如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭.如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管 的放大倍数 β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了.由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通 断.如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前).
三极管开关电路工作原理
三极管开关电路由开关三极管VT,电动机M,控制开关S,基极限流电阻器R和电源GB组成。VT采用NPN型小功率硅管8050,其集电极最大允许电流ICM可达1.5A,以满足电动机起动电流的要求。M选用工作电压为3V的小型直流电动机,对应电源GB亦为3V。
VT基极限流电阻器R如何确定呢?
根据三极管开关电路的电流分配作用,在基极输入一个较弱的电流IB,就可以控制集电极电流IC有较强的变化。
假设VT电流放大系数hfe≈250,电动机起动时的集电极电流IC=1.5A,经过计算,为使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。
在图1电路中,电动机空载时运转电流约为500mA,此时电源(用两节5号电池供电)电压降至2.4V,VT基极-发射极之间电压VBE≈0.9V。
根据欧姆定律,VT基极限流电阻器的电阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ。考虑到VT在IC较大时,hfe要减小,电阻值R还要小一些,实取100Ω。
为使电动机更可靠地启动,R甚至可减少到51Ω。在调试三极管开关电路时,接通控制开关S,电动机应能自行启动,测量VT集电极—发射极之间电压VCE≤0.35V,说明三极管已饱和导通,三极管开关电路工作正常,否则会使VT过热而损坏。
三极管在日常生活各种电路中经常使用到,使用作开关电路等,也是装修必须要的材料。说到装修,对于这些材料种种的质量问题是否有保障,工程是否符合行业标准,这些问题是装修业主最为关心的,如果有这些顾虑,我们可以免费申请装修保,这里有专业的装修质检团队,并帮助我们装修遇到问题也能快速维权!点击申请,让我们的装修更有保障吧!
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三极管工作原理详解 看完这4点懂了!

  三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。下面介绍的是三极管工作原理,不了解的朋友跟小编一起来看看吧。    三极管工作原理  一、电流放大  下面的分析仅对于NPN型硅三极管.我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic.这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向.三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百).如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化.如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化.我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了.    二、偏置电路  三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路.这有几个原因.首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压 大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V).当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0.但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0).如果我们事先在三极管的基极上加上一 个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小 信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出.另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的 信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了).而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极 电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大.这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了.  三、开关作用  下面说说三极管的饱和情况.像上面那样的图,因为受到电阻 Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的.当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大 时,三极管就进入了饱和状态.一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic.进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为 一个开关闭合了.这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很 大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合.如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管.    四、工作状态  如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭.如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管 的放大倍数 β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了.由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通 断.如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前).  三极管开关电路工作原理  三极管开关电路由开关三极管VT,电动机M,控制开关S,基极限流电阻器R和电源GB组成。VT采用NPN型小功率硅管8050,其集电极最大允许电流ICM可达1.5A,以满足电动机起动电流的要求。M选用工作电压为3V的小型直流电动机,对应电源GB亦为3V。  VT基极限流电阻器R如何确定呢?  根据三极管开关电路的电流分配作用,在基极输入一个较弱的电流IB,就可以控制集电极电流IC有较强的变化。    假设VT电流放大系数hfe≈250,电动机起动时的集电极电流IC=1.5A,经过计算,为使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。  在图1电路中,电动机空载时运转电流约为500mA,此时电源(用两节5号电池供电)电压降至2.4V,VT基极-发射极之间电压VBE≈0.9V。  根据欧姆定律,VT基极限流电阻器的电阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ。考虑到VT在IC较大时,hfe要减小,电阻值R还要小一些,实取100Ω。    为使电动机更可靠地启动,R甚至可减少到51Ω。在调试三极管开关电路时,接通控制开关S,电动机应能自行启动,测量VT集电极—发射极之间电压VCE≤0.35V,说明三极管已饱和导通,三极管开关电路工作正常,否则会使VT过热而损坏。  三极管在日常生活各种电路中经常使用到,使用作开关电路等,也是装修必须要的材料。说到装修,对于这些材料种种的质量问题是否有保障,工程是否符合行业标准,这些问题是装修业主最为关心的,如果有这些顾虑,我们可以免费申请土巴兔装修保,这里有专业的装修质检团队,并帮助我们装修遇到问题也能快速维权!点击申请,让我们的装修更有保障吧!    以上就是小编为您介绍的三极管工作原理,希望能够帮助到您。更多关于三极管工作原理的相关资讯,请继续关注土巴兔学装修。土巴兔在线免费为大家提供“各家装修报价、1-4家本地装修公司、3套装修设计方案”,还有装修避坑攻略!点击此链接:【https://www.to8to.com/yezhu/zxbj-cszy.php?to8to_from=seo_zhidao_m_jiare&wb】,就能免费领取哦~

三极管的工作原理是什么?

晶体三极管是由两块N或p型二极管、中间夹着一层P或N型二极管构成,分为集电极、基极、发射极。集电极负责补充能量,基极负责触发控制,发射极负责输出。由于它的特殊构造,在发射区内注入的电子量是基极电子量的数倍,当基极信号电流开通,触动发射极电流发射,如基极进入一个电子,发射极流出的可能是几个或几百个电子,从而实现所谓的电流放大。(1)为了便于发射结发射电子,发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度,且发射结的面积较小。(2)发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体,但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度,且集电结的面积要比发射结的面积大,便于收集电子。(3)联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄,且掺杂溶度也很低。扩展资料:工作状态(1)截止状态当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。(2)放大状态当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。(3)饱和导通当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。参考资料来源:百度百科-三极管

三极管的工作原理是什么?

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
解析:

三极管的工作原理

三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放大失真。

在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,IC也变大,IC 在集电极电阻RC的压降也越大,所以三极管集电极电压UC会降低,且UB越高,UC就越低,ΔUC=ΔUB。仅供参考,请参考有关书籍。
aihuau/mdl/md1/md1.31



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