三極管是如何放大電流的?


三極管要實現電流放大,需要工作在放大區

三極管有截至區、放大區和飽和導通三個工作區。我們設計電路時,需要讓三極管工作在放大區才可以放大電流

設計電路參數讓三極管工作於放大區

  • 讓b-e的PN結正偏,b-c的PN結反偏,設計合適的基極電阻和集電極電阻,使Vc>Vb;Vb>Ve
  • Ic=β*Ib,β是三極管的放大倍數
  • Ie=Ic+Ib
  • 為了使放大電路和更可靠,我們儘量的讓三極管工作於放大區的中間位置

微弱的信號輸入,經過三極管放大,就可以得到幅度較大的信號了

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三極管是如何放大電流的?相信不少電子初學者都搞不清楚這個問題,晶體管電路的圖書中也鮮有通俗易懂的介紹。這裡我們省略三極管複雜的偏置電路,將三極管視為一個壓控可變電阻來解釋一下三極管是如何放大電流信號的。
▲ 三極管等效放大電路。

這裡假定圖中的三極管是一個NPN型三極管,其c-e兩極之間的電阻可以視為一個受輸入信號控制的壓控電阻。Vin為加在三極管be結(發射結)的輸入信號電壓,Vout為三極管集電極的輸出電壓。
▲ 2SC5706高頻開關三極管。

三極管的be結的伏安特性與二極管相似,只要加在be結的正向電壓有微小的變化,流過該PN結的正向電流Ib(基極電流)便會有較大的變化。由於三極管的集電極電流Ic≈βIb,故三極管be結加的信號電壓有較小的變化,便會引起三極管集電極電流Ic較大的變化,這樣三極管便實現了電流放大。

上圖中,三極管的c-e兩極之間可以視為一個可變電阻,這個電阻的大小受輸入信號控制,並與輸入信號呈良好的線性關係。當輸入電壓Vin增大時,三極管的c-e兩極之間的電阻減小,集電極電流Ic增大,使電阻Rc兩端的電壓也增大,這樣在Rc兩端便獲得了一個放大了的電壓信號。

順便說一下,三極管所謂的放大功能,實際上就是將直流電源供給的電能轉化成了按照輸入信號變化的輸出信號。


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1970--1980年,曾經教學講過的課題。過去幾十年了,都忘得差不多了!

簡單介紹一下,就是三極管在不工作狀態下是截止的;當基極引入的電流微小變化,會引起集電極電流巨大變化。這就是完成了放大任務。


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