掌握三极管工作原理：正偏反偏与三种状态详解

本文将详细介绍三极管的基本原理及其在电路设计中的应用，重点讲解了三极管的正偏与反偏、三种工作状态——放大、饱和和截止，以及如何通过电压测量来判断其工作状态。 首先，三极管的正偏和反偏是指PN结所承受的电压方向与允许电流流动的方向一致或相反。对于NPN型三极管，当P区（阳极）电位高于N区（发射极）时，形成正偏，例如在放大区，发射结正偏（Ub > Ue），集电结反偏（Uc > Ub）。反之，如果P区电位低于N区，则为反偏。PNP型三极管则相反，E极（基极）电压控制电流方向。 三极管的工作状态主要分为三个阶段： 1. **放大区**：这是最基本的放大功能，发射结正偏（Ub > Ue），集电结反偏（Uc < Ub），对于NPN管，条件是Uc > Ub > Ue；而对于PNP管，条件是Ue > Ub > Uc。放大区的特点是输入信号（Ib）控制输出信号（Ic），且集电极电压（Uce）显著高于基极电压（Ub）。 2. **饱和区**：当发射结和集电结都正偏时，三极管进入饱和状态。此时，Ib、Ic较大，Uce非常小，接近于0V，c-e极之间形成低阻抗，类似于开关的闭合。硅管饱和压降约为0.3V，锗管为0.1V。 3. **截止区**：发射结和集电结都反偏，三极管电流非常小，Ib和Ic接近于0，Uce较高，c-e间呈现高阻抗，代表开关断开状态。 在实际操作中，可以通过测量BJT（双极型晶体管）各极间的电压，如基极与发射极间的电压Ube，来判断其工作状态。在饱和状态下，Ube会有正偏压，大约为0.65V，且集电极与发射极之间的电压（Uce）接近于0V；在放大状态，Ube有正偏压（约0.6V），Uce则在0.6V到电源电压之间；而在截止状态，Ube电压低于0.6V，Uce等于或接近电源电压。 掌握这些基本概念有助于在设计和分析电路时正确选择和使用三极管，实现电路的放大、开关等功能。