三極管，全稱(chēng)應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱(chēng)雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào),也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。下面介紹的是三極管工作原理，不了解的朋友跟小編一起來(lái)看看吧。

三極管工作原理

一、電流放大

下面的分析僅對(duì)于NPN型硅三極管.我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流 Ic.這兩個(gè)電流的方向都是流出發(fā)射極的,所以發(fā)射極E上就用了一個(gè)箭頭來(lái)表示電流的方向.三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制(假設(shè)電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話),并且基極電流很小的變化,會(huì)引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)(β一般遠(yuǎn)大于1,例如幾十,幾百).如果我們將一個(gè)變化的小信號(hào)加到基極跟發(fā)射 極之間,這就會(huì)引起基極電流Ib的變化,Ib的變化被放大后,導(dǎo)致了Ic很大的變化.如果集電極電流Ic是流過(guò)一個(gè)電阻R的,那么根據(jù)電壓計(jì)算公式 U=R*I 可以算得,這電阻上電壓就會(huì)發(fā)生很大的變化.我們將這個(gè)電阻上的電壓取出來(lái),就得到了放大后的電壓信號(hào)了.

二、偏置電路

三極管在實(shí)際的放大電路中使用時(shí),還需要加合適的偏置電路.這有幾個(gè)原因.首先是由于三極管BE結(jié)的非線性(相當(dāng)于一個(gè)二極管),基極電流必須在輸入電壓 大到一定程度后才能產(chǎn)生(對(duì)于硅管,常取0.7V).當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7V時(shí),基極電流就可以認(rèn)為是0.但實(shí)際中要放大的信號(hào)往往遠(yuǎn)比 0.7V要小,如果不加偏置的話,這么小的信號(hào)就不足以引起基極電流的改變(因?yàn)樾∮?.7V時(shí),基極電流都是0).如果我們事先在三極管的基極上加上一 個(gè)合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個(gè)電阻Rb就是用來(lái)提供這個(gè)電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那么當(dāng)一個(gè)小信號(hào)跟這個(gè)偏置電流疊加在一起時(shí),小 信號(hào)就會(huì)導(dǎo)致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會(huì)被放大并在集電極上輸出.另一個(gè)原因就是輸出信號(hào)范圍的要求,如果沒(méi)有加偏置,那么只有對(duì)那些增加的 信號(hào)放大,而對(duì)減小的信號(hào)無(wú)效(因?yàn)闆](méi)有偏置時(shí)集電極電流為0,不能再減小了).而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當(dāng)輸入的基極電流變小時(shí),集電極 電流就可以減小;當(dāng)輸入的基極電流增大時(shí),集電極電流就增大.這樣減小的信號(hào)和增大的信號(hào)都可以被放大了.

三、開(kāi)關(guān)作用

下面說(shuō)說(shuō)三極管的飽和情況.像上面那樣的圖,因?yàn)槭艿诫娮?nbsp;Rc的限制(Rc是固定值,那么最大電流為U/Rc,其中U為電源電壓),集電極電流是不能無(wú)限增加下去的.當(dāng)基極電流的增大,不能使集電極電流繼續(xù)增大 時(shí),三極管就進(jìn)入了飽和狀態(tài).一般判斷三極管是否飽和的準(zhǔn)則是：Ib*β〉Ic.進(jìn)入飽和狀態(tài)之后,三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小,可以理解為 一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合了.這樣我們就可以拿三極管來(lái)當(dāng)作開(kāi)關(guān)使用：當(dāng)基極電流為0時(shí),三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi);當(dāng)基極電流很 大,以至于三極管飽和時(shí),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合.如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài),那么這樣的三極管我們一般把它叫做開(kāi)關(guān)管.

四、工作狀態(tài)

如果我們?cè)谏厦孢@個(gè)圖中,將電阻Rc換成一個(gè)燈泡,那么當(dāng)基極電流為0時(shí),集電極電流為0,燈泡滅.如果基極電流比較大時(shí)(大于流過(guò)燈泡的電流除以三極管 的放大倍數(shù) β),三極管就飽和,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合,燈泡就亮了.由于控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點(diǎn)就行了,所以就可以用一個(gè)小電流來(lái)控制一個(gè)大電流的通 斷.如果基極電流從0慢慢增加,那么燈泡的亮度也會(huì)隨著增加(在三極管未飽和之前).

三極管開(kāi)關(guān)電路工作原理

三極管開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)三極管VT，電動(dòng)機(jī)M，控制開(kāi)關(guān)S，基極限流電阻器R和電源GB組成。VT采用NPN型小功率硅管8050，其集電極最大允許電流ICM可達(dá)1.5A，以滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的要求。M選用工作電壓為3V的小型直流電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)電源GB亦為3V。

VT基極限流電阻器R如何確定呢?

根據(jù)三極管開(kāi)關(guān)電路的電流分配作用，在基極輸入一個(gè)較弱的電流IB，就可以控制集電極電流IC有較強(qiáng)的變化。

假設(shè)VT電流放大系數(shù)hfe≈250，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的集電極電流IC=1.5A，經(jīng)過(guò)計(jì)算，為使三極管飽和導(dǎo)通所需的基極電流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。

在圖1電路中，電動(dòng)機(jī)空載時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)電流約為500mA，此時(shí)電源(用兩節(jié)5號(hào)電池供電)電壓降至2.4V，VT基極-發(fā)射極之間電壓VBE≈0.9V。

根據(jù)歐姆定律，VT基極限流電阻器的電阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ。考慮到VT在IC較大時(shí)，hfe要減小，電阻值R還要小一些，實(shí)取100Ω。

為使電動(dòng)機(jī)更可靠地啟動(dòng)，R甚至可減少到51Ω。在調(diào)試三極管開(kāi)關(guān)電路時(shí)，接通控制開(kāi)關(guān)S，電動(dòng)機(jī)應(yīng)能自行啟動(dòng)，測(cè)量VT集電極—發(fā)射極之間電壓VCE≤0.35V，說(shuō)明三極管已飽和導(dǎo)通，三極管開(kāi)關(guān)電路工作正常，否則會(huì)使VT過(guò)熱而損壞。

三極管在日常生活各種電路中經(jīng)常使用到，使用作開(kāi)關(guān)電路等，也是裝修必須要的材料。說(shuō)到裝修，對(duì)于這些材料種種的質(zhì)量問(wèn)題是否有保障，工程是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些問(wèn)題是裝修業(yè)主最為關(guān)心的，如果有這些顧慮，我們可以免費(fèi)申請(qǐng)土巴兔裝修保，這里有專(zhuān)業(yè)的裝修質(zhì)檢團(tuán)隊(duì)，并幫助我們裝修遇到問(wèn)題也能快速維權(quán)!點(diǎn)擊申請(qǐng)，讓我們的裝修更有保障吧!

以上就是小編為您介紹的三極管工作原理，希望能夠幫助到您。更多關(guān)于三極管工作原理的相關(guān)資訊，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注土巴兔學(xué)裝修。