三极管的特性曲线
三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极 C,基极 B,发射极 E。分成 NPN 和 PNP
两种。我们仅以 NPN 三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下面的分析仅对于 NPN 型硅三极管。如上图所示,我们把从基极 B 流至发射极 E 的电流叫做
基极电流 Ib;把从集电极 C 流至发射极 E 的电流叫做集电极电流 Ic。 这两个电流的方向都是流
出发射极的,所以发射极 E 上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集
电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提 供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流
很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化
量是基极电流变化量的 β 倍,即电流变化被放大了 β 倍,所以我们把 β 叫做三极管的放大倍数
(β 一般远大于 1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之 间,
这就会引起基极电流 Ib 的变化,Ib 的变化被放大后,导致了 Ic 很大的变化。如果集电极电流
Ic 是流过一个电阻 R 的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大
的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。
三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首 先是由于三
极管 BE 结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生
(对于硅管,常取 0.7V)。当基极与发射极之间的电 压小于 0.7V 时,基极电流就可以认为是
0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V 要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引
起基极电流的改变(因 为小于 0.7V 时,基极电流都是 0)。如果我们事先在三极管的基极上
加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻 Rb 就是用来提供这 个电流的,所以它
被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基
极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在 集电极上输出。另一个原因就是输出信号
范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为
没有偏置时集电极电流为 0, 不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当
评论0