之前感覺對三極管即熟悉又陌生,熟悉的是經常要用它,陌生的是“計算各個元器件的電壓,電流、計算如何選擇合適的三極管、計算電路靜態工作點”,這些計算還是比較陌生的。
這幾天先學習了三極管的理論知識,在通過一些實驗,算是理解了一下,這里記錄下。
1.三極管特性


上面以NPN型三極管為例來說明吧,這幾個狀態非常重要,希望自己牢牢記住吧。 - 放大狀態:對NPN三極管來說,當Uc>Ub>Ue時,三極管工作在放大區。對PNP三極管來說,當Uc
2.三極管例子分析(電流放大)
接下來用實驗驗證一下上面的理論,這次試驗用的是2SC2786,三極管的主要參數如下圖所示:

- 【1】限流電阻選擇,從上面的特性可以看到,Ic最大能到20ma,Ib為20ma(大了也沒有用,已經飽和了),三極管的放大系數一般為90倍,那么可以判斷出基極Ib的臨界飽和電流為Ib = 20/90 = 0.2222ma. 這樣可以根據這個電流,來動態搭配電源和電阻的范圍了。只要電流不超過0.222ma,就工作在放大區域。
- 【2】基極電壓Vbe最大為4V,飽和電流Ib已經知道了,那么輸入電源(Ui - RIb) <=4,三極管都是沒問題的。根據這個公式,就可以斷定電源和電阻的選型了。
- 【3】確定靜態工作點,為了預防飽和失真,將靜態工作點Ib=0.11ma,正如下圖所示:

上圖可以發現Ic=9.31ma,而Ib=0.11ma, 放大倍數q=9.31/0.11 = 84.6倍,接近90倍,基本滿足理論分析值。
- 【3】讓電路工作在飽和狀態,按着之前的分析,在放大倍數為90的情況下,只需要讓Ib達到0.22222ma即可。那么電路參數如下:

上圖可以發現雖然基極電流已經達到0.225ma,但是Ic電流才15ma,這是由於隨着Ic逐漸增加,放到倍數hfe先增加在降低。具體如下所示:

雖然上圖Vce=6v,但仍很有參考意義。從圖中可以發現當基極電流在15ma左右時,放到倍數Hfe為65倍左右,反觀我們電路中的參數Ic=15ma,Ib=0.225,實際放大倍數為15/0.225 = 66.66倍。 - 【4】從上圖中放大倍數和Ic的關系發現,當Ic=20ma時,Hfe大概為52左右,那么可以算出Ib飽和電流為20/52 = 0.375ma,具體看下面電路仿真。

上圖可以發現確實如我們計算的那樣
3.總結
在選擇三極管時,在滿足放大倍數的前提下,重點關注三極管的耐壓Vce,Vbe,Vcb和Ic,Ib最大能多少。此外還要關心放大倍數隨Ic的變化曲線。
通過計算出來的參數只能是理論值,實際工作中,往往由於器件的工藝,一些指標無法達到理論值,需要對一些參數做修改,也就是電路調試過程中發現的。電路時需要調試的