精講:從實踐和理論兩方麵闡述三極管原理
發布時間:2014-12-20 責任編輯:echolady
【導讀】工程師一定不會陌生三級管開關電dian路lu,對dui於yu他ta們men來lai說shuo,三san極ji管guan是shi他ta們men經jing常chang接jie觸chu的de電dian子zi元yuan器qi件jian,當dang然ran,第di一yi次ci接jie觸chu三san極ji管guan開kai關guan原yuan理li,肯ken定ding需xu要yao進jin行xing歸gui納na總zong結jie,以yi便bian初chu學xue者zhe更geng好hao的de加jia深shen印yin象xiang。

圖1
xueguonengliangshouhengdinglvdewomendouzhidao,nengliangbuhuiwuyuanwugudechansheng,suoyiyoucikejiansanjiguanyidingbuhuichanshengnengliang。tazhishibadianyuandenengliangzhuanhuanchengxinhaodenengliangbale。dansanjiguanlihaidedifangzaiyu:takeyitongguoxiaodianliukongzhidadianliu。jiashesanjiguanshigedaba,zhegedabaqiguaidedifangshi,youlianggefamen,yigedafamen,yigexiaofamen。xiaofamenkeyiyongrenlidakai,dafamenhenzhong,renlishidabukaide,zhinengtongguoxiaofamendeshuilidakai。suoyi,pingchangdegongzuoliuchengbianshi,meidangfangshuideshihou,renmenjiudakaixiaofamen,henxiaodeshuiliujuanjuanliuchu,zhejuanjuanxiliuchongjidafamendekaiguan,dafamensuizhidakai,xiongyongdejiangshuitaotaoliuxia。ruguobutingdigaibianxiaofamenkaiqidedaxiao,namedafamenyexiangyingdibutinggaibian,jiaruonengyangedianbiligaibian,name,wanmeidekongzhijiuwanchengle。
我們可以這樣形容這個過程:這裏我們可以設定Ube是小水流,Uce是shi大da水shui流liu,人ren就jiu是shi輸shu入ru信xin號hao。當dang然ran,如ru果guo把ba水shui流liu比bi為wei電dian流liu的de話hua,會hui更geng確que切qie,因yin為wei三san極ji管guan畢bi竟jing是shi一yi個ge電dian流liu控kong製zhi元yuan件jian。如ru果guo水shui流liu處chu於yu可ke調tiao節jie的de狀zhuang態tai,這zhe種zhong情qing況kuang就jiu是shi三san極ji管guan中zhong的de線xian性xing放fang大da區qu。如ru果guo那na個ge小xiao的de閥fa門men開kai啟qi的de還hai不bu夠gou,不bu能neng打da開kai大da閥fa門men,這zhe種zhong情qing況kuang就jiu是shi三san極ji管guan中zhong的de截jie止zhi區qu。如ru果guo小xiao的de閥fa門men開kai啟qi的de太tai大da了le,以yi至zhi於yu大da閥fa門men裏li放fang出chu的de水shui流liu已yi經jing到dao了le它ta極ji限xian的de流liu量liang,這zhe種zhong情qing況kuang就jiu是shi三san極ji管guan中zhong的de飽bao和he區qu。但dan是shi你ni關guan小xiao小xiao閥fa門men的de話hua,可ke以yi讓rang三san極ji管guan工gong作zuo狀zhuang態tai從cong飽bao和he區qu返fan回hui到dao線xian性xing區qu。如ru果guo有you水shui流liu存cun在zai一yi個ge水shui庫ku中zhong,水shui位wei太tai高gao(相應與Uce太大),導致不開閥門江水就自己衝開了,這就是二極管的反向擊穿。PN結的擊穿又有熱擊穿和電擊穿。當反向電流和反向電壓的乘積超過PN結容許的耗散功率,直至PN結過熱而燒毀,這種現象就是熱擊穿。電擊穿的過程是可逆的,當加在PN結兩端的反向電壓降低後,管子仍可以恢複原來的狀態。電擊穿又分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩類,一般兩種擊穿同時存在。電壓低於5-6V的穩壓管,齊納擊穿為主,電壓高於5-6V的穩壓管,雪崩擊穿為主。電壓在5-6V之間的穩壓管,兩種擊穿程度相近,溫度係數最好,這就是為什麼許多電路使用5-6V穩壓管的原因。
學xue過guo模mo電dian的de人ren應ying該gai都dou遇yu到dao過guo,模mo擬ni電dian路lu中zhong一yi般ban閥fa門men是shi半ban開kai的de,通tong過guo控kong製zhi其qi開kai啟qi大da小xiao來lai決jue定ding輸shu出chu水shui流liu的de大da小xiao。沒mei有you信xin號hao的de時shi候hou,水shui流liu也ye會hui流liu,所suo以yi,不bu工gong作zuo的de時shi候hou,也ye會hui有you功gong耗hao。而er在zai數shu字zi電dian路lu中zhong,閥fa門men則ze處chu於yu開kai或huo是shi關guan兩liang個ge狀zhuang態tai。當dang不bu工gong作zuo的de時shi候hou,閥fa門men是shi完wan全quan關guan閉bi的de,沒mei有you功gong耗hao。比bi如ru用yong單dan片pian機ji外wai界jie三san極ji管guan驅qu動dong數shu碼ma管guan時shi,確que實shi會hui對dui單dan片pian機ji管guan腳jiao輸shu出chu電dian流liu進jin行xing一yi定ding程cheng度du的de放fang大da,從cong而er使shi電dian流liu足zu夠gou大da到dao可ke以yi驅qu動dong數shu碼ma管guan。但dan此ci時shi三san極ji管guan並bing不bu工gong作zuo在zai其qi特te性xing曲qu線xian的de放fang大da區qu,而er是shi工gong作zuo在zai開kai關guan狀zhuang態tai(飽和區)。當單片機管腳沒有輸出時,三極管工作在截止區,輸出電流約等於0。在製造三極管時,要把發射區的N型半導體電子濃度做的很大,基區P型半導體做的很薄,當基極的電壓大於發射極電壓(矽管要大0.7V,鍺管要大0.3V)而小於集電極電壓時,這時發射區的電子進入基區,進行複合,形成Ie;但由於發射區的電子濃度很大,基區又很薄,電子就會穿過反向偏置的集電結到集電區的N型半導體裏,形成Ic;基區的空穴被複合後,基極的電壓又會進行補給,形成Ib。
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理論記憶法:
下麵我們來說一下理論記憶法,根據下圖我們可以設定三極管的發射結和集電結均為反向偏置(VBE<0,VBC<0),隻有很小的反向漏電流IEBO和ICBO分別流過兩個結,故iB≈ 0,iC≈ 0,VCE ≈ VCC,對應於下圖中的A點。這時集電極回路中的c、e極之間近似於開路,相當於開關斷開一樣。BJT的這種工作狀態稱為截止。

圖2

圖3

圖4
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