問題：基極電流達到多少時三極管飽和？

 

 

解答：這個值應該是不固定的，它和集電極負載、β值有關，估算是這樣的：假定負載電阻是1K，VCC是5V，飽和時電阻通過電流最大也就是5mA
，用除以該管子的β值（假定β=100）5/100=0.05mA=50μA
，那麼基極電流大於50μA就可以飽和。對於9013
、9012而言，飽和時Vce小於0.6V，Vbe小於1.2V。下麵是9013的特性表：
 

       

問題：如何判斷飽和？判斷飽和時應該求出基級最大飽和電流IBS，然(ran)後(hou)再(zai)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)的(de)電(dian)路(lu)求(qiu)出(chu)當(dang)前(qian)的(de)基(ji)級(ji)電(dian)流(liu)
，如(ru)果(guo)當(dang)前(qian)的(de)基(ji)級(ji)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)基(ji)級(ji)最(zui)大(da)飽(bao)和(he)電(dian)流(liu)，則(ze)可(ke)判(pan)斷(duan)電(dian)路(lu)此(ci)時(shi)處(chu)於(yu)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)。飽(bao)和(he)的(de)條(tiao)件(jian)： 1.集電極和電源之間有電阻存在  且越大就越容易管子飽和；2.基集電流比較大以使集電極的電阻把集電極的電源拉得很低
，從而出現b較c電壓高的情況。  
          

影響飽和的因素：1.集電極電阻 越大越容易飽和
； 2.管子的放大倍數  放大倍數越大越容易飽和；3.基集電流的大小
；飽和後的現象：1.基極的電壓大於集電極的電壓
；2.集電極的電壓為0.3左右，基極為0.7左右（假設e極接地）談論飽和不能不提負載電阻。假定晶體管集-射極電路的負載電阻（包括集電極與射極電路中的總電阻）為R，則集-射極電壓Vce=VCC-Ib*hFE*R，隨著Ib的增大，Vce減小，當Vce<0.6V時，B-C結即進入正偏，Ice已經很難繼續增大
，就可以認為已經進入飽和狀態了。當然Ib如果繼續增大，會使Vce再減小一些，例如降至0.3V甚至更低，就是深度飽和了。以上是對NPN型矽管而言。另外一個應該注意的問題就是：在Ic增大的時候，hFE會減小，所以我們應該讓三極管進入深度飽和Ib>>Ic(max)/hFE，Ic(max)是指在假定e
、c極短路的情況下的Ic極限，當然這是以犧牲關斷速度為代價的。

      

注意：飽和時Vb>Vc
，但Vb>Vc不一定飽和。一般判斷飽和的直接依據還是放大倍數，有的管子Vb>Vc時還能保持相當高的放大倍數。例如：有的管子將Ic/Ib<10定義為飽和，Ic/Ib<1應該屬於深飽和了。從晶體管特性曲線看飽和問題：我前麵說過：談論飽和不能不提負載電阻。現在再作詳細一點的解釋。以某晶體管的輸出特性曲線為例。由於原來的Vce僅畫到2.0V為止，為了說明方便
，我向右延伸到了4.0V。如果電源電壓為V
，負載電阻為R，那麼Vce與Ic受以下關係式的約束：Ic = (V-Vce)/R在晶體管的輸出特性曲線圖上，上述關係式是一條斜線
，斜率是 -1/R，X軸上的截距是電源電壓V，Y軸上的截距是V/R（也就是前麵NE5532第2帖說的“Ic(max)是指在假定e、c極短路的情況下的Ic極限”）。這條斜線稱為“靜態負載線”（以下簡稱負載線）。各個基極電流Ib值的曲線與負載線的交點就是該晶體管在不同基極電流下的工作點。見下圖： 

 

 

圖中假定電源電壓為4V
，綠色的斜線是負載電阻為80歐姆的負載線
，V/R=50MA，圖中標出了Ib分別等於0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、1.0mA的工作點A、B、C、D、E、F。據此在右側作出了Ic與Ib的關係曲線。根據這個曲線，就比較清楚地看出“飽和”的含義了。曲線的綠色段是線性放大區

，Ic隨Ib的增大幾乎成線性地快速上升

，可以看出β值約為200。蘭色段開始變彎曲，斜率逐漸變小。紅色段就幾乎變成水平了，這就是“飽和”。實際上，飽和是一個漸變的過程，蘭色段也可以認為是初始進入飽和的區段。在實際工作中，常用Ib*β=V/R作為判斷臨界飽和的條件。在圖中就是假想綠色段繼續向上延伸
，與Ic=50MA的水平線相交，交點對應的Ib值就是臨界飽和的Ib值。圖中可見該值約為0.25mA。

 

由圖可見

，根據Ib*β=V/R算出的Ib值，隻是使晶體管進入了初始飽和狀態

，實際上應該取該值的數倍以上，才能達到真正的飽和
；倍數越大，飽和程度就越深。

 

圖中還畫出了負載電阻為200歐姆時的負載線。可以看出
，對應於Ib=0.1mA
，負載電阻為80歐姆時，晶體管是處於線性放大區，而負載電阻200歐姆時，已經接近進入飽和區了。負載電阻由大到小變化
，負載線以Vce=4.0為圓心呈扇狀向上展開。負載電阻越小，進入飽和狀態所需要的Ib值就越大，飽和狀態下的C-E壓降也越大。在負載電阻特別小的電路，例如高頻諧振放大器，集電極負載是電感線圈，直流電阻接近0，負載線幾乎成90度向上伸展（如圖中的紅色負載線）。

 

這樣的電路中，晶體管直到燒毀了也進入不了飽和狀態。以上所說的“負載線”
，都是指直流靜態負載線
；“飽和”都是指直流靜態飽和。用三極管需要考慮的問題：1）耐壓夠不夠2）負載電流夠不夠大3）速度夠不夠快（有時卻是要慢速）4）B極控製電流夠不夠5）有時可能考慮功率問題6）有時要考慮漏電流問題（能否“完全”截止）。7）一般都不怎麼考慮增益（我的應用還沒有對此參數要求很高）實際使用時，晶體管注意四個要素就行：-0.1~-0.3V振蕩電路， 0.65-0.7V放大電路，0.8V以上為開關電路
，β值中放、高放為30-40
，低放60-80，開關100-120以上就行
，不必研究其它的，研究它的共價鍵、電子、空穴沒用

 

Vce=VCC（電源電壓）-Vc（集電極電壓）=VCC-Ic（集電極電流）Rc（集電極電阻）。

 

可以看出，這是一條斜率為-Rc的直線，稱為“負載線”。當Ic=0時

，Vce=Vcc。當Vce=0時（實際上正常工作時Vce不可能等於0
，這是它的特性決定的），Ic=Vcc/Rc。也就是說，Ic不可能大於這個數值。對應的基極電流Ib=Ic/β=Vcc/βRc，這就是飽和基極電流的計算公式。飽和分臨界飽和和過度飽和兩種狀態。當Ib=Vcc/βRc時，三極管基本處於臨界飽和狀態。當基極電流大於此值的兩倍
，三極管就基本進入深度飽和狀態。三極管深度飽和和臨界飽和的Vce差很大。臨界飽和壓降大，但退出飽和容易；深(shen)度(du)飽(bao)和(he)壓(ya)降(jiang)小(xiao)但(dan)不(bu)容(rong)易(yi)退(tui)出(chu)飽(bao)和(he)。所(suo)以(yi)
，不(bu)同(tong)用(yong)途(tu)選(xuan)擇(ze)的(de)基(ji)極(ji)電(dian)流(liu)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)。還(hai)有(you)，飽(bao)和(he)壓(ya)降(jiang)和(he)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)有(you)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)。集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)阻(zu)越(yue)小(xiao)
，飽(bao)和(he)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)就(jiu)越(yue)大(da)
，飽(bao)和(he)壓(ya)降(jiang)越(yue)大(da)。反(fan)之(zhi)也(ye)相(xiang)反(fan)（集電極電阻越大，飽和集電極電流就越小
，飽和壓降越小）。

      

如果集電極電流5毫安時三極管飽和
，9013、9012之類的飽和壓降一般不超過0.6伏。基極電流超過兩倍Vcc/βRc時，一般飽和壓降就小到0.3V左右了。轉：這是我當年教電子技術時的一點心得，談到三極管，初學的人很難理解，為了講通講透徹，我給學生做了一個形象的比喻：三極管就是一個資本家（全課堂哄然），比如一個生產手機的資本家，生產一部手機，原材料100元
，售價400元，利潤率400%，相對於三極管的放大倍數就是4，原來一天生產100部，利潤好幾萬
，資本家覺得這生意不錯，想擴大利潤，提高產能，改成一天生產200部，也就是三極管的輸入電流增加了，這時資本家發現了，利潤成倍上漲，好啊！隨即改成一天生產300部，後來改成一天生產400部
、500部……直到1000部，但是資本家很快發現，當產能超過800部時，利潤就不再成比例上升了，而是緩慢上升，超過1000bu

，lirungenbenjiubushangsheng，weichiyuanyang，zheshiyinweichanliangtaida，shichangbaohe
，shoujiaxiajiangdengdeng，zheshisanjiguanjiujinrulebaohezhuangtai，shurudianliuzaizenmezengjia
，shuchudianliuyebuhuizengjia。

     

由(you)於(yu)經(jing)濟(ji)危(wei)機(ji)，產(chan)品(pin)銷(xiao)售(shou)不(bu)出(chu)去(qu)
，資(zi)本(ben)家(jia)隻(zhi)好(hao)停(ting)產(chan)

，每(mei)天(tian)一(yi)部(bu)也(ye)不(bu)生(sheng)產(chan)，這(zhe)時(shi)就(jiu)相(xiang)當(dang)於(yu)三(san)極(ji)管(guan)進(jin)入(ru)截(jie)止(zhi)狀(zhuang)態(tai)
，但(dan)是(shi)工(gong)廠(chang)總(zong)要(yao)維(wei)持(chi)，於(yu)是(shi)，就(jiu)每(mei)天(tian)賣(mai)點(dian)原(yuan)材(cai)料(liao)、廢舊設備、feicailiao，huozhezuzhigongrendasaoweisheng，qinglicangkuhechejian

，maidianpolan，haodaimeitiannengyoudianshouyi，zhedianshouyijiushisanjiguanjiezhizhuangtaideloudianliu。yejiushishuo
，shuruduanmeiyouyidiandianliu



，shuchuduanhaishiyouxieweidianliude。congzhegeguocheng，womenkeyifaxian，qishizibenjiazhishifangdalelirun，yuancailiaobianchenglechengpin，zhezhongjianyaoxiaohaodaliangderenli、腦(nao)力(li)和(he)電(dian)力(li)。三(san)極(ji)管(guan)與(yu)此(ci)類(lei)同(tong)，三(san)極(ji)管(guan)電(dian)流(liu)放(fang)大(da)其(qi)實(shi)放(fang)大(da)的(de)是(shi)三(san)極(ji)管(guan)輸(shu)入(ru)端(duan)的(de)信(xin)號(hao)，輸(shu)出(chu)的(de)是(shi)放(fang)大(da)之(zhi)後(hou)的(de)信(xin)號(hao)，中(zhong)間(jian)要(yao)消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)電(dian)能(neng)，這(zhe)些(xie)電(dian)能(neng)必(bi)須(xu)是(shi)直(zhi)流(liu)電(dian)，例(li)如(ru)電(dian)池(chi)或(huo)者(zhe)整(zheng)流(liu)後(hou)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)。跟(gen)資(zi)本(ben)家(jia)維(wei)持(chi)工(gong)廠(chang)運(yun)轉(zhuan)一(yi)樣(yang)，人(ren)力(li)、naolihedianliyaojibenweichiwending，bunengtiantianluanbian。dangranduiyugonglvfangdasanjiguan，daolijibenyiyang
，buguofangdadeshixinhaodedianliuhedianya
，dangran

，touruderenli、腦力和電力仍舊是必不可少的。三個級，基極是采購
，集電極是加工車間，發射極是銷售。