三極管有三個過程的,一般的放大原理是三極管的飽和過程,主要是集電極返偏,發射極正偏的
三極管,全稱應為半導體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種電流控制電流的半導體器件·其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號, 也用作無觸點開關。晶體三極管,是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩個PN結把整塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區,排列方式有PNP和NPN兩種。
晶體管的電流放大作用實質上是電流控制作用,是用一個較小的基極電流去控制一個較大的集電極電流,這個較大的集電極電流是由直流電源EC提供的,并不是晶體管本身把一個小的電流放大成了一個大的電流,這一點須用能量守恒的觀點去分析。所以晶體管是一種電流控制元件。 分析晶體管內部載流子運動與分配情況(即晶體管的電流放大作用)。
(1) 發射區向基區發射電子。
由于發射結處于正向偏置,多數載流子的擴散運動加強,發射區的多數載流子(電子)向基區擴散(稱為發射),同樣,基區的多數載流子(空穴)也向發射區擴散,但由于發射區的電子濃度遠遠高于基區的空穴濃度,兩者相比較可忽略基區空穴向發射區的擴散(圖6-2中未畫出)。由于兩個電源EB和EC的負極接在發射極,所以發射區向基區發射的電子都可從電源得到補充,這樣就形成了發射極電流IE。
(2) 電子在基區的擴散與復合。
從發射區發射到基區的電子到達基區后,由于靠近發射結附近的電子濃度高于靠近集電結附近的電子濃度,所以這些電子會向集電結附近繼續擴散。在擴散過程中,有小部分電子會與基區的空穴復合,由于電源EB的正極與基極相接,這些復合掉的空穴均可由EB補充,因而形成了基極電流IB。因基區做得很薄,電子在擴散過程中通過基區的時間很短,加上基區的空穴濃度很低,所以從發射區發射到基區的電子在基區繼續向集電結附近擴散的過程中,與基區空穴復合的機會很少,因而基極電流IB很小,大部分電子都能通過基區而達到集電結附近。
(3) 集電區收集電子從而形成集電極電流IC 。
由于集電結處于反向偏置,有利于少數載流子的漂移運動。從發射區發射到基區的電子,一旦到達基區后,就成了基區少數載流子,因而這些擴散到集電結附近的電子很容易被集電區收集而形成集電極電流IC。
從以上分析可知,從發射區發射到基區的電子中,只有很小部分與基區的電子復合而形成基極電流IB,絕大部分能通過基區并被集電區收集而形成集電極電流IC,如圖6-2所示。因此,集電極電流IC就會比基極電流IB大得多,這就是晶體管的電流放大作用。如前所述,晶體管的基區之所以做得很薄,并且摻雜濃度遠低于發射區,就是為了使集電極電流比基極電流大得多,從而實現晶體管的電流放大作用。
、放大電路的組成與各元件的作用
Rb和Rc:提供適合偏置--發射結正偏,集電結反偏。C1、C2是隔直(耦合)電容,隔直流通交流。
共射放大電路
Vs ,Rs:信號源電壓與內阻; RL:負載電阻,將集電極電流的變化△ic轉換為集電極與發射極間的電壓變化△VCE
二、放大電路的基本工作原理
靜態(Vi=0,假設工作在放大狀態) 分析,又稱直流分析,計算三極管的電流和極間電壓值,應采用直流通路(電容開路)。
基極電流:IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb
集電極電流:IC=ICQ=βIBQ
集-射間電壓:VCE=VCEQ=VCC-ICQRc 動態(vi≠0)分析:
,,
,
,
其中。
放大電路對信號的放大作用是利用三極管的電流控制作用來實現 ,其實質上是一種能量轉換器。
三、構成放大電路的基本原則
放大電路必須有合適的靜態工作點:直流電源的極性與三極管的類型相配合,電阻的設置要與電源相配合,以確保器件工作在放大區。輸入信號能有效地加到放大器件的輸入端,使三極管輸入端的電流或電壓跟隨輸入信號成比例變化,經三極管放大后的輸出信號(如ic=β*ib)應能有效地轉變為負載上的輸出電壓信號。
三極管是一種控制元件,主要用來控制電流的大小,以共發射極接法為例(信號從基極輸入,從集電極輸出,發射極接地),當基極電壓UB有一個微小的變化時,基極電流IB也會隨之有一小的變化,受基極電流IB的控制,集電極電流IC會有一個很大的變化,基極電流IB越大,集電極電流IC也越大,反之,基極電流越小,集電極電流也越小,即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多,這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。),三極管的放大倍數β一般在幾十到幾百倍。
三極管在放大信號時,首先要進入導通狀態,即要先建立合適的靜態工作點,也叫建立偏置,否則會放大失真。