三极管的三个工作区域

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电子说

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描述

三极管

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

三极管的有3种工作状态，也叫3个工作区域，即：截止区、放大区和饱和区。

(1)截止区：三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压，发射结没有导通集电结处于反向偏置，没有放大作用。相当于一个打开的开关。

(2)放大区：三极管的发射极加正向电压(锗管约为0.3V，硅管约为0.7V)，集电极加反向电压导通后，Ib控制Ic，Ic与Ib近似于线性关系，在基极加上一个小信号电流，引起集电极大的信号电流输出。

(3)饱和区：当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时，再增大Ib，Ic也不会增大，超出了放大区，进入了饱和区。饱和时，Ic最大，集电极和发射之间的内阻最小，电压Uce只有0.1V~0.3V。相当于一个闭合的开关。

由上可见三极管具有“开关”和“放大”两大功能。

从三极管的PN结看3个工作区：

晶体管

有人可能会有疑问，三极管由2个PN结构成，能否用2个二极管接成一个三极管?

答案是：否。原因：从三极管制造工艺上和电流放大原理看，基区很薄，利于基区少数载流子通过基区而不被中和，而用二极管接成的，基区范围很大，基区的少数载流子在基区有足够的时间和空间被中和。

任何三极管都是由两个PN结组合而成的，PN结实际就是一个二极管，我们知道二极管具有单向导电性，就是说如果P极电压高于N极

电压(这叫正向偏置)电流可以从二极管的P极流向N极，而当N极电压高于P极电压(这叫反向偏置)电流不能从N极流向P极。

当发射结正向偏置、集电结反向偏置，该三极管就工作在放大状态;

当其发射结和集电结都是正向偏置时，该三极管就工作在饱和状态;

当其发射结和集电结都是反向偏置时，该三极管就工作在截止状态。

晶体管

NPN型三极管是基极为P极，集电极和发射极均为N极的三极管，按上述原理当：

Vb>Ve，Vb>Vc (即发射结、集电结均正偏)：饱和状态，且Vb>Vc>Ve(Vce≈0.1~0.3V);

Ve>Vb，Vc>Vb (即发射结、集电结均反偏)：截止状态，且Vc>Ve>Vb(Vce≈电源电压VCC);

Ve＜Vb＜Vc（即发射结正偏，集电结反偏）：三极管工作在放大状态(Vce介于上两种情况之间)。

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