首先,我們來(lái)了解下什么是三極管。三極管實(shí)際是PN結(jié)構(gòu)成。通過(guò)圖2,我們能夠觀察到,它內(nèi)部是兩個(gè)PN結(jié)。關(guān)于它的電路特性,在這里我就不詳細(xì)講解,我這里主要是從工程角度出發(fā),去理解這么個(gè)三極管。
圖1 三極管實(shí)物圖和電路圖形符號(hào)
如圖1所示,這是一個(gè)TO-92封裝的三極管,是個(gè)插件的。
圖2 三極管基本結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào)
像圖2(a)所示的三極管,箭頭從E極指向B極的,稱之為P管,即P型的晶體管。我們?cè)賮?lái)看圖2(b)所示的這個(gè)三極管,箭頭是從B極指向E極的,箭頭從里往外,我們稱這個(gè)為N管,即N型晶體管。無(wú)論是P型還是N型的,都是差不多的。這里,主要講講N型三極管的。N型的三極管的圖形符號(hào)如圖3所示。
三極管有三根引腳:B是代表基極的、E是代表發(fā)射極的、C是代表集電極的。在正常一個(gè)電路中,我們一般情況下都是把E極接地的,B極接一個(gè)控制信號(hào),C極接個(gè)負(fù)載,這個(gè)時(shí)候三極管作為開(kāi)關(guān)狀態(tài)下使用的。我們現(xiàn)在來(lái)看三極管是怎么工作的。
圖3 N型三極管圖形符號(hào)
下面,我們研究下三極管的特性。三極管是一個(gè)流控流型的晶體管。顧名思義,電流控制電流的。當(dāng)BE之間流過(guò)一個(gè)電流的,如果C上是接電源的,那么CE之間也會(huì)流過(guò)一個(gè)電流的。我們把BE之間流過(guò)的電流稱之為,為基極電流,在C極(集電極)處,CE之間的電流稱之為。也就是說(shuō),有電流的時(shí)候,也是有電流的;沒(méi)有電流,也是沒(méi)有電流的。也就是用的電流來(lái)控制的電流,這是三極管的第一個(gè)特性——流控流型。
第二個(gè)特性,三極管具有放大功能。比如上流過(guò)1mA的電流,那么在流過(guò)的電流的大小是成倍于上的電流放大,而且放大倍數(shù)是90~100倍,即=100。這是由三極管自身的特性所決定的。
第三個(gè)特性,當(dāng)E極接地,如果足夠大,那么就更加的大,這就預(yù)示著之間的電阻就更加的小。因?yàn)殡娏髟酱?,電阻就越小。小到我們近似的認(rèn)為CE之間是短路的。電流大到什么時(shí)候,我們認(rèn)為CE之間的電流是短路的呢?我們一般認(rèn)為是為1mA的時(shí)候。就是說(shuō),當(dāng)》=1mA的時(shí)候,0,0.3V。接下來(lái),還有一個(gè)特征。
第四個(gè)特性,當(dāng)》=1mA, =0.7V。這時(shí)候,我們認(rèn)為,這個(gè)三極管是完全打開(kāi)的。它就是起一個(gè)開(kāi)關(guān)作用,=100mA,0,0.3V, =0.7V。
第五個(gè)特性,要想讓三極管完全導(dǎo)通,必須要讓兩端加一個(gè)大于0.7V的電壓,三極管才完全導(dǎo)通。如果兩端的電壓小于0.7V,那么三極管就沒(méi)能完全導(dǎo)通,的電流也就不會(huì)最大,上就有電阻,而在上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)分壓。這個(gè)分壓值就等效為一個(gè)電阻,隨著的增大,就會(huì)越來(lái)越小。
這些是三極管很重要的特性。有了這些特性,我們就能夠很好的分析電路,設(shè)計(jì)電路。
我們先分析一個(gè)簡(jiǎn)單的線性電源電路中三極管在其中的作用;之后再分析三極管作為開(kāi)關(guān)管、控制管等等的電路;最后根據(jù)實(shí)際問(wèn)題,靈活運(yùn)用三極管的特性解決實(shí)際問(wèn)題。首先掌握分析判斷出這部分或這一模塊電路實(shí)現(xiàn)什么功能;然后學(xué)會(huì)根據(jù)功能應(yīng)用三極管設(shè)計(jì)電路。
【線性電源--放大管】
圖4 5V線性電源
【分析】分析電路,我們關(guān)鍵抓住三大要素:源(電源)、地、回路。
如圖4所示是一個(gè)5V的線性電源。我們來(lái)看,由于CB之間是不能夠?qū)ǖ?,那么電流?2V的電壓流出,流過(guò)1.8K的電阻R1,在流過(guò)5.6V的穩(wěn)壓管到地形成回路I。那么此時(shí)在電阻R1兩端的電壓差為6.4V,mA,大于2mA。我們知道,當(dāng)穩(wěn)壓管的負(fù)端向正端流過(guò)一個(gè)大于2mA的電流,那么在穩(wěn)壓管的兩端就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的電壓,所以,這個(gè)穩(wěn)壓管就形成了5.6V的電壓。
穩(wěn)壓管兩端產(chǎn)生5.6V 的電壓,然后通過(guò)BE,通過(guò)負(fù)載R,形成圖4所示的回路II。那么就會(huì)產(chǎn)生個(gè),上有一個(gè)電流,上也流過(guò)一個(gè)電流。當(dāng)增到足夠大,大于1mA,能夠使的電壓大于0.7V,而實(shí)際上只要大于0.6V就可以了,這時(shí)候,三極管就完全導(dǎo)通。因此,在右上角就會(huì)形成一個(gè)5V的電壓。這個(gè)5V電壓的形成是由于上有一個(gè)0.6V的壓降,5.6-0.6=5V。就形成這么一個(gè)5V的電壓。完全導(dǎo)通時(shí)就近似為0,此時(shí)CE短路了,12V就會(huì)通過(guò)三極管完全過(guò)來(lái),那么此時(shí)E點(diǎn)的電壓不就是12V了?不是5V了。
當(dāng)E點(diǎn)為12V時(shí),E點(diǎn)電位就會(huì)超過(guò)B點(diǎn)的電位,這時(shí)候,之間的電壓就小于0.6V,此時(shí)三極管就關(guān)閉了。就沒(méi)有電流了,也沒(méi)有電流流過(guò),這時(shí)E點(diǎn)的電壓就會(huì)開(kāi)始急劇下降,當(dāng)下降到5V的時(shí)候,的電壓又等于0.6V了,三極管又完全導(dǎo)通了。這時(shí)E點(diǎn)的電壓就開(kāi)始往上升,之間的電壓又開(kāi)始小于0.6V并往逐漸減小,CE之間的阻抗作用越來(lái)越大,直到三極管關(guān)閉。這樣周而復(fù)始,最后使E點(diǎn)電壓穩(wěn)定在5V。這個(gè)電路最終就形成的是一個(gè)負(fù)反饋的負(fù)載電路。也就是說(shuō),這個(gè)電阻是接在E極上的,它有負(fù)反饋?zhàn)饔?,通過(guò)它上面的電壓一會(huì)兒增,一會(huì)兒降,來(lái)控制,也同時(shí)控制了,最終讓E點(diǎn)電壓穩(wěn)定在5V。
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原文標(biāo)題:牛人教你玩透三極管
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