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
，然後再根據實際的電路求出當前的基級電流，如果當前的基級電流大於基級最大飽和電流
，則可判斷電路此時處於飽和狀態。

 

飽和的條件：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；深度飽和壓降小但不容易退出飽和。所以，不同用途選擇的基極電流是不一樣的。

 

還有，飽和壓降和集電極電流有直接關係。集電極電阻越小，飽和集電極電流就越大
，飽和壓降越大。反之也相反（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1000部bu，利li潤run根gen本ben就jiu不bu上shang升sheng
，維wei持chi原yuan樣yang，這zhe是shi因yin為wei產chan量liang太tai大da，市shi場chang飽bao和he，售shou價jia下xia降jiang等deng等deng，這zhe時shi三san極ji管guan就jiu進jin入ru了le飽bao和he狀zhuang態tai，輸shu入ru電dian流liu再zai怎zen麼me增zeng加jia，輸shu出chu電dian流liu也ye不bu會hui增zeng加jia。

 

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、廢fei材cai料liao
，或huo者zhe組zu織zhi工gong人ren打da掃sao衛wei生sheng，清qing理li倉cang庫ku和he車che間jian，賣mai點dian破po爛lan
，好hao歹dai每mei天tian能neng有you點dian收shou益yi
，這zhe點dian收shou益yi就jiu是shi三san極ji管guan截jie止zhi狀zhuang態tai的de漏lou電dian流liu。也ye就jiu是shi說shuo，輸shu入ru端duan沒mei有you一yi點dian電dian流liu
，輸shu出chu端duan還hai是shi有you些xie微wei電dian流liu的de。

 

從這個過程
，我們可以發現，其實資本家隻是放大了利潤，原材料變成了成品，這中間要消耗大量的人力、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。

 

跟資本家維持工廠運轉一樣
，人力、腦nao力li和he電dian力li要yao基ji本ben維wei持chi穩wen定ding，不bu能neng天tian天tian亂luan變bian。當dang然ran對dui於yu功gong率lv放fang大da三san極ji管guan
，道dao理li基ji本ben一yi樣yang，不bu過guo放fang大da的de是shi信xin號hao的de電dian流liu和he電dian壓ya
，當dang然ran，投tou入ru的de人ren力li、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。