1、晶体管的分类
晶体管有两种类型,分别称npn晶体管和pnp晶体管,它们都有两个pn结,基本结构如图1-1所示:
图1-1 晶体管的pn结
图1-1中所示的pn结为二极管,可以认为,晶体管在基极-发射极间和基极-集电极间连接着二极管。
2、晶体管的三个直流特性参数
1、直流增益hfe
三极管如果获得适当的偏置,可以把b极电流ib进行放大,在c极形成一个较大的电流ic,三极管的直流增益可以表示为:
该参数描述了三极管把电流放大的倍数,假设直流增益hfe为200,基极电流ib为50ua,那么集电极电流ic为:
可见三级管把50ua放大到了10ma。
有的朋友可能会大胆地说,如果三极管直流增益hfe=200,那为了实现某个电流ic=2a的需求,干脆就给三极管b极输入10ma的电流行不行?
答案是否定的,这里有两个问题:
第一个问题是任何型号的三极管都有一个最大集电极电流ic,如图1-2某三极管的极限参数最大集电极电流ic为200ma,所以如果b极输入过大的电流就有可能烧毁三极管的风险。
图1-2 某三级管的极限参数
第二个问题是三极管的直流增益hfe并不是恒定的,如图1-3某三极管的工作参数表,其中第1行是对直流增益的描述,可以看到在不同的测试条件下,三极管的直流增益是会发生变化的。可见直流增益与集电极电流大小有关,所以单靠提高基极电流来获得理想的集电极电流并不能如愿。
图1-3 某三极管的工作参数表
2、输入基极参数
输入参数就是讲当三极管的基极-发射极正向偏置时,基极-发射极之间就像一个二极管一样出翔正向压降,用vbe来代表:
这是三极管的一个重要参数,就像二极管具有正向压降一样,如图1-4所示电路,用电源vbb和vcc分别给三极管q1施加偏置电压,假设vcc固定在10v不变,而vbb则从0v升高,当三极管q1的b极电压vb达到0.7v时,集电极电流ic开始变大。
图1-4 三极管输入参数研究电路
在vbe没有达到0.7v以前,基极电流可以小到忽略,但是vbe达到0.7v以后,即便基极电流继续增大,vbe几乎都是维持在0.7v,这就是三极管的输入参数ib-vbe曲线,如图1-5所示:
3、输出集电极参数
如图1-6所示电路,三极管q1的集电极作为输出,那么集电极-发射极间电压与集电极电流有啥关系?
图1-5 三极管输出参数研究电路
图1-7是根据电路使用multisim软件分析设置得出的。
图1-7 ic-vce的关系曲线
一开始vcc为0v,此时三极管q1的b-e极间和b-c极间都是正向偏置(b极电压比c极、e极都高),并且三极管c极电压vc、e极电压ve都为0v。如果vcc增大,那么vce也因c极电流ic的变大而增大,图1-7中ab段反映了这个过程,vcc继续变大,只要在vce还没达到0.7v之前,ic都在随着vce的增大而增加。在理想的情况下,当vce超过0.7v之后,三极管be极间变成了反向偏置,三极管“苏醒”而进入线性工作区,或者说三极管初入放大状态,同时,放大器就是利用三极管工作在放大区的特性,图1-8表示的是三极管输出参数曲线。
图1-8 三极管ic-vce曲线图
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