三極管在電路中起什麼作用?

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三極管是電子電路中最重要的有源器件之一,不論是分立元件電路還是IC內部電路,離開了三極管都將無法工作。三極管在電路中的基本作用有兩種:一是作為放大器放大信號,二是工作於開關狀態驅動各種負載。下面我們就較詳細的介紹一下三極管的這兩種基本應用。




三極管作為線性放大器時,工作於線性放大區域,此時需要外接偏置電路給三極管提供一個合適的偏置電流,以便其能工作於線性放大區域。上圖中的Rb即為三極管的基極偏置電阻,通過調整該電阻,使三極管的集電極靜態電壓為電源電壓的一半,這樣可以不失真的放大交流信號。

圖中的Es為輸入信號,該信號經輸入耦合電容C1加至三極管的基極,使三極管集-射極之間的等效電阻按照輸入信號的變化規律變化,這樣管子的集電極輸出的便是放大了的交流信號,此信號通過耦合電容C2加在RL的兩端。


三極管在電路中的另一個基本應用是作為電子開關來控制電機、指示燈、繼電器等負載的通斷,此時三極管工作於開關狀態。

上圖電路是用單片機IO口去控制一個LED的亮與滅,由於單片機IO口的驅動能力較弱,這裡加了一個三極管來驅動LED指示燈。當單片機IO口輸出為高電平時,三極管導通,LED的負極通過管子的c-e兩極接GND,故LED指示燈可以點亮。當IO口輸出為低電平時,管子截止,此時三極管c-e兩極呈高阻態,LED指示燈熄滅。

以上是三極管在電路中的兩個基本應用,而像三極管構成的穩壓電源、各種有源濾波器、振盪器都是基於上述兩種基本應用。只要學會了三極管的基本應用,其它應用也就很容易掌握了。


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初學者想知道的應該是入門的基本常識。

首先要知道三極管有兩大種類型:一種是電真空三級管,也叫電子管三極管,因為體積大,自身工作耗電量大,高頻特性差,不能既開就工作要很長的預熱時間,所以目前電器中很少見,只是導航、醫療、雷達等大功率,大電流等氣象、軍用等設備的電子線路中使用;一種是半導體三極管也叫晶體三級管,在很多領域替代了電真空三極管,不同材料不同類型的三極管有不同的作用,最基本的作用是放大作用(分電流控制型和電壓控制型兩種),還有電子開關,震盪,調製解調等,很多網友作了回答,不再重複了。

目前還有半導體光電三極管也叫光敏三極管在大量使用,光電三極管抗干擾性能好,隔噪聲,響應快,壽命長;線性傳輸時失真小,工作頻率高;作開關與機械觸點疲勞,可靠性高。在電子線路中的作用,①實現光電轉換,放大光激發的電子流。②實現計數和測速的功能。③實現電平轉換,作開關用。④隔離電信號,屏蔽干擾。⑤由於使用的半導體材料不同,也有npn和pnp之分。

目前大量使用的還有半導體場效應三極管,由於輸入電阻高,噪聲小,功耗低;耐壓高,工作電流大,開關速度快;動態範圍大,沒有二次擊穿現象,安全工作區域寬,已經逐步成為普通雙極性晶體管和大功率晶體管的替代者。在集成電子線路中,場效應管除了可以完成普通雙極型晶體管的作用以外,還可以:①取代電解電容。②在多級放大器的輸入端作阻抗變換。③可變電阻。④恆流源。⑤電子開關。⑥逆變器等。[震驚][奸笑]


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三極管是電子電路中常用且不可缺少的電子元件。共分兩大類,即晶體三極管和電子三極管,因電子管體積大,電壓高不適合集成化,現在除一些特殊器材還在用電子管以外,大部份電子電路都是在用晶體三極管。下面我就簡單介紹一下晶體三極管:從結構上區分,晶體三極管可分為點接觸型和麵結合型兩大類。在常規一般電子電路中,面結合型三極管應用最多。根據三極管的工作特性,晶體三極管可分為低頻,高頻.開關.場效應和可控硅五大類。根據製造材料可分為鍺三極管和硅三極管兩種。1.低頻三極管:用鍺或硅材料製成,每種材料又分PNP型和NPN型兩大類,金屬或塑料封裝,分成小功率.中功率.大功率三類,這三種晶體管在電子電路中應用十分普遍,主要起信號放大作用。2.高頻三極管:同低頻三極管差不多,唯一差別就高頻三極管用於高頻電子電路中,而低頻三極管用低頻電子電路中。在各項基本參數相近的情況下,高頻三極管可替代低頻三極管,而低頻三極管不可替代高頻三極管。3.開關三極管:在電子電路中起開關作用,根據開關速度和功率的差異,分為中速和高速開關管,以及中功率和小功率開關管。高速開關管開關速度很快,可達毫微秒級。4.場效應管:場效應管的導電過程和結構與普通三極管不同,它具有一系列獨特性能,因其輸入阻抗高,用於放大電路中,極易滿足級間耦合。而且應用靈活,噪音小,熱穩定性好,抗輻射能力強等等。但這種管子也有一大缺點,因其輸入阻抗高,極易受感應電勢擊穿,所以在實際操作時,測試和焊接此類管子時,儀器,儀表和電烙鐵均應接地良好,焊接一定要先源極(S極),後漏極(D極),再柵極(G極)的順序,不可顛倒。5.可控硅:可控硅又叫閘流晶體管,全稱為"硅可控整流器"。其作用有整流,逆變(直流電變交流電),變頻(將一種頻率交流電變成另一種頻率交流電),還可以作為無觸點開關,快速接通或切斷電路。以上就是我對三極管作用的簡單介紹,若有錯誤之處,敬請指正為謝。


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三極管電路種類很多,三極管除了在電路中起基本放大作用外,還有很多應用。下面簡單列舉幾種。

一、放大電路

三極管有三種基本放大電路:共基極放大電路、共發射極放大電路、共集電極放大電路,同時三極管還可以組成多級放大電路。

二、正弦波振盪電路

正弦波振盪電路及其他各種振盪電路都需要有三極管參與,並且三極管是該電路的主要元器件,

下圖中三極管是RC振盪器中的振盪管。

三、電子開關電路

三極管作為電子開關在電路中的應用也非常廣泛,下圖中的三極管Q3就起到了電子開關的作用,該三極管用來控制Q4是否進入工作狀態。

四、控制電路

三極管是各種控制電路中的主要元器件。

下圖中的三極管就是一個控制管。

五、晶體管反相器

下圖就是晶體管反相器電路圖。當沒有輸入信號時,三極管截止,這時三極管相當於開關斷開的情況,當輸入端加上信號時,三極管處於飽和導通狀態,這時相當於開關導通狀態。

三極管輸入端狀態和輸出端狀態剛好相反:輸入為高電平時,輸出為低電平;輸入為低電平時,輸出為高電平。因此構成了一個反相器。

六、恆壓源電路

該電路是由電阻分壓器構成的恆壓源電路,三個電阻和二極管構成分壓電路,分別給兩個三極管提供正向偏置電壓,這樣就保證了輸出電壓Uo1和Uo2的恆定。

該電路中的兩個三極管就是恆壓管。

七、恆流源電路

三極管Q5的集電極與基極短接後接成二極管,所以此時三極管Q5實際是一個二極管。

該電路中,電阻和三極管Q5構成三極管Q7的基極偏置電路,使三極管Q7的基極電壓恆定,從而使Q7的集電極電流恆定,因此三極管Q7在這裡是恆流管。

八、驅動電路

三極管可以組成各種驅動電路,下圖所示是發光二極管的驅動電路。電路中三極管用來驅動發光二極管。本電路中三極管是驅動管。


老馬識途單片機


三極管的工作區有截止區、放大區、飽和導通區;三極管工作在不同的工作區可以實現不同的功能

三極管工作在飽和導通區和截止區可以用作電平轉換、電子開關

電路中不同模塊,工作電壓可能是不一樣的,如果這兩個模塊要通訊就要進行電平轉換了,使用三極管就可以進行不同電壓的轉換。


三極管工作在飽和導通區和截止區可以用作驅動負載

我們可以用三極管來驅動馬達、LED、蜂鳴器、繼電器等

利用三極管的放大區,可以用作信號放大

比如麥克風採集的信號經過三極管放大後,喇叭或者耳機就可以播放出來了

利用三極管截止區、放大區、飽和導通區的特性,我們還可以設計出各種各樣的應用電路

  • 負載驅動
  • 電子開關
  • 信號放大
  • 恆流電源
  • 恆壓電源
  • 高頻振盪

怎麼樣設計電路讓三極管工作在需要的工作區呢?

  • Ic=β*Ib
  • 飽和導通後Vce維持不變(比如9014飽和導通後Vce=0.3V)


  • 已知Vce後,根據負載電阻可以算出Ic
  • 假如三極管工作在放大區,集電極電壓(Vce)=2.5V,根據負載電阻也可以算出Ic
  • 根據Ic=β*Ib就可以算出Ib的大小,然後就可以算出基極電阻的大小了。

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原標題:在電子電路中三極管的作用是什麼?

在電子電路中,三極管的作用主要有兩個,一是作放大元件,二是作開關元件。下面就相關問題簡述如下。

1,晶體管簡單知識。


①晶體管的管腳及導電類型。

晶體三極管有三個電極,分別是發射極(E)、基極(B)、集電極(C),如圖所示。晶體管按導電類型分有NPN和PNP型,它們的電源極性接法不同,NPN型C(+)、E(-)、E(+或 - ),PNP型正好相反C(-)、E(+)、B(- 或+)。

②晶體管的輸入輸出特性(NPN為例)。

晶體管的輸入特性,描述的是基極輸入電壓Ube與輸入電流Ib的關係,將Ube與Ib的對應關係在直角座標系中描繪成曲線,叫做晶體管的輸入(伏~安)特性曲線,簡稱輸入特性曲線。如下圖所示。


以硅管為例,Ube<0.5Ⅴ時,Ib=0uA,這個電壓叫死應電壓。當Ube≈0.6~0.7V時,曲線基本為直線,也就是說線性最好,晶體管作為放大電路時,就工作在線性區域。

晶體管的輸出特性。它描述的是基極電流Ib在一定範圍內變化時,其輸出電壓Uce與輸出電流Ic的變化關係。輸出特性曲線(曲線族)如下圖所示。


從圖中可以看出,晶體管有三個工作區域,分別為截止區(藍色)、放大區(黑色)、飽和區(紅色),每個區域的特性看圖右側小字部分,不再詳述。晶體管用作放大時,工作在放大區; 用作開關時,工作在截止區和飽和區。

③晶體管放大電路的三種基本接法,即共發射極(左),共基極(中),共集電集(右)。分別應用於不同場合,不再詳述。


2,晶體管用途之一~放大電路。

下面以NPN管共發射極放大電路為例說明基本工作原理。下圖為共發射極電流串聯負反饋放大電路,為觀察波形方便,元件參數進行了適當調整,參數見圖。


圖中,晶體管基極接的兩個電阻為正向偏值電阻,確保晶體管工作在放大區。發射極電阻為負反饋電阻,直流負反饋用於穩定靜態工作點,交流負反饋用於改善波形與帶寬。集電極電阻將電流Ic的變化轉變為電壓Uce的變化。10uF電容為輸入隔直電容,22uF為輸出隔直電容。1k電阻(橙色)為負載電阻。四個圓圈左數,①DC5V電源,②交流信號源,③輸入電壓表,④輸出電壓表。


上面的曲線為該電路的仿真曲線。綠色為輸入電壓,藍色為輸出電壓,橙色為負載電流。其它有關參數見圖。從波形可以看出,輸出電壓波形比輸入電壓波形大很多,可見起到了電壓放大作用。其實這種電路即有電壓放大作用,也有電流放大作用。圖中藍色輸出波形應該與綠色輸入波反相,之所以沒有反相是因為電壓表是反向(下+、上- )接法造成的。

3,晶體管用途之二~開關電路。

▽下圖是NPN管作為開關元件時的電路及仿真(開關接下端)。


由圖右邊部分可見,當開關接到下端時,也就是晶體管基極通過10k電阻接地時,Ube=0V<0.5Ⅴ,晶體管可靠截止,集電極與發射極之間不導通,相當於開關斷開,LED燈不亮。Ic=0,Uce=12Ⅴ(電源電壓)。曲線垂直部分為開關轉換瞬間。

▽下圖為開關接上端時的電路及仿真。


由圖可見,基極通過1k電阻接+12V,處於正向偏置,Ib=1.12mA,Ic=16mA,Uce=110mV,晶體管處於飽和導通狀態,C、E之間相當於開關閉合,LED燈亮。如上圖右邊部分。晶體管工作在開關狀態時,截止要確保可靠截止,導通要確保飽和導通,這樣抗干擾能力強。

對於電子電路DIY愛好者來說,晶體管的開關狀態可能用的更多。

歡迎文明評論!

個人觀點,僅供參考,不當之處,批評指正。

2018.02.06 11:53 發佈於北京


賣炭翁DQ


三極管在電子電路中起到的作用還是非常多的,我們可以這樣說,在電子電路中沒有三極管的參與電路中的各種信號真可謂是“寸步難行”。由此可見三極管在電子電路中的作用是多麼的重要!下面我將和朋友們領略一下三極管在電子電路中到底起到哪些作用吧!

放大電路是三極管的重要作用之一

三極管的功率放大

從電路中可以看到這個功率放大電路是由兩個互補對稱的三極管構成的,當輸入端送一個正弦信號的時候(或者音頻信號),當處於正半週期時上面的VT1三極管處於導通放大狀態,三極管VT2是截止的,這時候在負載上會出現一個正半週期放大了的信號;當處於負半週期時下面的PNP型VT2的三極管處於導通放大狀態,三極管NPN型VT1截止,這時候存在電容CL的電壓就相當於一個電源通過VT2向負載RL放電,那麼在負載上就會得到一個負半週期放大的信號。這樣通過這兩個三極管的輪流導通,就會在整個週期獲得一個完整放大的功率信號。這個就是三極管的功率放大作用,之所以說是功率放大,是應為它放大的不僅是電壓信號同時也是電流信號。

三極管小信號的放大

我們來先說說三極管最重要的作用之一就是在電子電路中充當放大器的作用,下面我們就針對它的這個作用來說說。三極管具有電流放大的作用,它在具體的電路中是以電壓的形式表現出來的,下面我給朋友們舉個例子,從下圖我們可以看到,給的信號是從三極管的基極加入的,經過三極管放大後,在集電極就可以得到放大的相位相反的輸出信號。


振盪選頻電路中三極管充當著重要作用

在有的振盪電路中,例如在三點式LC振盪電路中,三極管不僅起到放大器的作用同時還為了滿足相位平衡的條件起到反相器的作用。這種振盪電路是在放大電路的基礎上,在輸入端與輸出端之間加上了LC正反饋電路,接完之後裝上電源就可以輸出類似正弦振盪信號,這就是一種電感三點式振盪器。

三極管在繼電器驅動電路中充當開關電路的作用

有的家電中需要用微型電磁繼電器來控制電路中的強電壓和大電流的負載,比如空調電路、洗衣機電路等都可以見到。這時候就可以用三極管來驅動微型電磁繼電器,為了說明問題我們用下面的圖來說明。比如下圖是用一個三極管來驅動繼電器的電路,然後再由繼電器控制一個交流單相電機,從而實現了低壓控制高電壓大電流的目的。

在這個圖中我們可以知道當控制信號加到三極管的基極,晶體管就會導通這時候繼電器線圈中就有電流通過,那麼繼電器的觸點就接通,交流電機就會運轉。當控制信號消失了三極管就會處於截止狀態,繼電器就會斷電,導致觸點斷開,電動機就會停轉。

以上就是我認為的三極管在電路中的一些作用!歡迎朋友們積極參與這個話題的要論,敬請關注電子及工控技術!


電子及工控技術


我來講講我們這邊電路中三極管的主要作用,個人觀點僅供參考:

1)上電時序控制電路:在現在的ASIC設計中多為多電壓供電,各個電壓之間的上電順序需要滿足先後關係,這個時候需要用三極管來控制開關電源的打開關斷。

2)點燈控制電路:先進工藝器件如16nm以下器件,GPIO管腳多為1.8V,直接用來驅動紅/綠指示燈開啟電壓不足,這個時候如果不用電平轉換芯片的話,就可以用三極管了。

3)射頻電路開關控制電路:器件開關控制,涉及邏輯功能反向或者電平轉化,也需要用到。



昊昊雷他爸


三極管的作用很多很多,並不能三言兩語把它說清,電子電路中,當你要把信號放大,如收音用高頻管,將遙遠的信號接收回來,或將高頻信號發射出去,使月球或火星機器人收到地球的控制信號並執行工作,功放用低頻管,當信號收回來,並不能發出聲音,因只是小電流信號,要我們把這小信號用低頻管加以放大幾十到幾萬甚至幾十萬倍,才能放大成大電流。控制電路,此時放大管又變成開關管,即改變三極管外圍的阻容元件,當信號經三管放大後也可推動控制電路,信號經放大才能推動執行組件,如繼電器,或交流接觸器或更大的執行組件,同時將三極管極小型化,在指甲大小里布滿上萬或上億的三板管組成集成電路,所以三極管在電路中,只要你構思是什麼功能,經外圍外接元件的設計便起什麼作用。


老卜同志


三極管是電流控制器件,三極管工作時有三種狀態,1、放大狀態。2、截止狀態。3、飽和狀態。放大狀態用於電壓、電流放大。截止狀態、飽和狀態即開關狀態,用於數字邏輯電路。三極管基本電路由共發、共基、共集三種電路組成,以硅三極管為例發射極、基極間電壓0.6~0.7V(以下)處於放大狀態。>0.7V飽和狀態。<0.6V為截止狀態。


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