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器件 | 新的方式理解晶体管

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一、晶体管分类:

1、BJT双极型:

a、NPN型、PNP型



2、单极型:

a、MOSFET

  1. 增强型(N沟道、P沟道)

  2. 耗尽型(N沟道、P沟道)



b、JFET

耗尽型(N沟道、P沟道)


整理如下:

由于篇幅有限,因此本文后续主要讲 NPN BJT。


二、主要参数

1、电流放大系数:表征管子放大作用的主要参数

a、共射电流放大系数β

b、共射直流电流放大系数

c、共基电流放大系数

d、共基直流电流放大系数

2、反向饱和电流

a、集电极与基极之间的反向饱和电流 Icbo;表示当发射极e开路时,集电极c与基极b之间的反向电流;

b、集电极与发射极之间的穿透电流Iceo;表示当基极b开路时,集电极c与发射极e之间的电流;

3、极限参数

a、集电极最大允许电流Icm;

b、集电极最大允许耗散功率Pcm;

c、极间反向击穿电压;

  1. U(BR)ceo:基极开路时,集电极和发射极之间的反向击穿电压;

  2. U(BR)cbo:发射极开路时,集电极和基极之间的反向击穿电压;


三、BJT基本性质(以NPN型为例)

1、电流关系

a、Ib+Ic=Ie

b、Ic=β*Ib

2、过程分析

相信每个人都有过输液打吊水的经历,那么我们可以将Ib、Ic、Uce三者分别想象成输液流量调节开关、输液速度、瓶内输液剩余量(等效液压)。形象理解,(自创勿喷)


a、当输液流量调节开关一定时,瓶内输液剩余量越多(等效液压越大),那么输液速度越快,对应的在三极管开通状态下,Ib一定时,Uce越大,对应的Ic越大;

b、当瓶内输液剩余量一定时(等效液压一定时),输液流量调节开关开的越大,那么输液速度越快,对应的在三极管开通状态下,Uce一定时,Ib越大,对应的Ic越大;

c、当输液流量调节开关开的非常小(近乎关闭时),无论此时瓶内输液剩余量有多少,输液速度变化不明显,对应在三极管Ib几乎等于0,即近乎关闭状态,Ic不随Uce增大而增大,即此时三极管处于截止状态;

d、当输液流量调节开关开的适中时,此时稍微改变改变一下输出流量控制开关,输液速度就会有一个明显变化,对应在三极管Ib有一个微小的变化量△ib时,相应的集电极也有一个较大的变化量△ic,即此时三极管处于放大状态;

e、我们假设输液流量调节开关可以无限增大,那么会存在一个输液过程中会有这样一个状态,即当输液流量调节开关增大至输液速度刚好不再增加时,这种临界状态对应于三极管的临界饱和状态,此时若继续增加输液流量开关的大小,那么将进入输液速度的饱和区域,即对应于三极管的饱和状态;

3、输入特性曲线

输入特性曲线:当Uce不变时,三极管输入回路中的电流Ib与电压Ube之间的关系曲线,Ib=f(Ube)|Uce=常数。当Uce增大时,输入特性曲线会往右移,但是Uce大于某一数值后,不同Uce的各条输入特性曲线几乎重叠在一起;


4、输出特性曲线

输出特性曲线:当Ib不变时,三极管输出回路中的电流Ic与电压Uce之间的关系曲线,Ic=f(Uce)|Ib=常数。

a、截止区

  1. Ib≤0;

  2. Ic≈0,存在Iceo;

  3. 发射结,集电结反偏,Ube<0,Ubc<0;

b、放大区

  1. 放大区内,各条输出特性曲线近似为水平直线,表示当Ib一定时,Ic的值基本不随Uce而变化,但是,当基极电流有一个微小的变化量△ib时,集电极电流将产生较大变化△ic;

  2. 发射结正偏,集电结反偏,Ube>0,Ubc<0;

  3. β=△ic/△ib;

c、饱和区

  1. 集电极电流Ic基本不随基极电流Ib而变化;

  2. 三极管压降很小,一般有Uce<Ube;

  3. 发射结,集电结都正偏,Ube>0,Ubc>0;

  4. β>Ic/Ib;

d、倒置状态

  1. 集电极和发射极接反的情况;

  2. 一般不会烧掉,但是β会下降严重;

  3. 发射结反偏,集电结正偏;

四、分析及应用

1、放大电路三种组态

a、共射组态:基极输入,集电极输出

b、共基组态:射极输入,集电极输出

c、共集组态:基极输入,射极输出


未完待续

------------ END ------------

来源:8号线攻城狮
电路电磁兼容控制
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首次发布时间:2023-06-14
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8号线攻城狮
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