聊一下三極管截止、放大和飽和3種工做狀態

三極管共有3種工做狀態：截止狀態、放大狀態和飽和狀態。用於不一樣目的三極管其工做狀態是不一樣的。

三極管3種工做狀態電流特徵

表1-7所示是三極管3種工做狀態定義和電流特徵。

 

表1-7 三極管3種工做狀態定義和電流特徵

三極管截止工做狀態

用來放大信號的三極管不該工做在截止狀態。假若輸入信號部分地進入了三極管特性的截止區，則輸出會產生非線性失真。

所謂非線性能夠這樣理解，給三極管輸入一個標準的正弦信號，從三極管輸出的信號已不是一個標準的正弦信號，輸出信號與輸入信號不一樣就是失真。

圖1-65所示是非線性失真信號波形示意圖，產生這一失真的緣由是三極管截止區的非線性。

若是三極管基極上輸入信號的負半周進入三極管截止區，將引發削頂失真。注意，三極管基極上的負半周信號對應於三極管集電極的是正半周信號，因此三極管集電極輸出信號的正半周被三極管的截止區去掉，如圖1-66所示。

當三極管用於開關電路時，三極管的一個工做狀態就是截止狀態。注意，開關電路中的三極管不用來放大信號，因此不存在這樣的削頂失真問題。

 

圖1-65 非線性失真信號波形示意圖

 

圖1-66 三極管截止區形成的削頂失真

三極管放大工做狀態

重要提示

當三極管用來放大信號時，三極管工做在放大狀態，輸入三極管的信號進入放大區，這時的三極管是線性的，信號不會出現非線性失真。

在放大狀態下，IC=βIB中β的大小基本不變，有一個基極電流就有一個與之相對應的集電極電流。β值基本不變是放大區的一個特徵。

在線性狀態下，給三極管輸入一個正弦信號，則輸出的也是正弦信號，此時輸出信號的幅度比輸入信號要大，如圖1-67所示。這說明三極管對輸入信號已有了放大做用，可是正弦信號的特性未改變，因此沒有非線性失真。

 

圖1-67 信號放大示意圖

重要提示

輸出信號的幅度變大，這也是一種失真，稱之爲線性失真。在放大器中這種線性失真是須要的，沒有這種線性失真放大器就沒有放大能力。顯然，線性失真和非線性失真不一樣。

要想使三極管進入放大區，不管是NPN型三極管仍是PNP型三極管，必須給三極管各個電極一個合適的直流電壓，概括起來是兩個條件：給三極管的集電結加反向偏置電壓，給三極管的發射結加正向偏置電壓。

三極管飽和工做狀態

三極管在放大工做狀態的基礎上，若是基極電流進一步增大許多，三極管將進入飽和狀態，這時的三極管電流放大倍數β要降低許多，飽和得越深β值越小，電流放大倍數β一直能小到小於1的程度，這時三極管沒有放大能力。

在三極管處於飽和狀態時，輸入三極管的信號要進入飽和區，這也是一個非線性區。圖1-68所示是三極管進入飽和區後形成的信號失真，它與截止區信號失真不一樣的是，加在三極管基極的信號的正半周進入飽和區，在集電極輸出信號中是負半周被削掉，因此放大信號時三極管也不能進入飽和區。

在開關電路中，三極管的另外一個工做狀態是飽和狀態。因爲三極管開關電路不放大信號，因此也不會存在這樣的失真。

 

圖1-68 三極管進入飽和區後信號的失真

三極管開關電路中，三極管從截止狀態迅速地經過放大狀態而進入飽和狀態，或是從飽和狀態迅速地進入截止狀態，不停留在放大狀態。

三極管3種工做狀態小結

三極管的3種工做狀態中，三極管工做電流都有必定的範圍，其中截止區的電流範圍最小，放大區的範圍最大，飽和區其次，固然經過外電路的調整也能夠改變各工做區的電流範圍。

三極管的3種工做狀態中，放大倍數β 也不一樣，截止區、飽和區中的β 很小，放大區中的β 大且大小基本不變。

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