模拟电子技术基础第三版


三极管是一种重要的电子元件,主要用于信号的放大。按照材料的不同,三极管可以分为锗管和硅管。

三极管具有三个极,分别是基极(b)、发射极(e)和集电极(c)。基极是输入的微弱信号的接入点,发射极提供大电流,而集电极则输出放大后的信号。三极管在放大区工作时,可以近似看作是一个线性元件。

在电路中,左侧通常是输入回路,而右侧则是输出回路。当流经基极的电流(Ib)为0时,三极管处于截止区,而当Ib达到或超过100uA时,则进入饱和区。发射极电流(Ie)等于基极电流(Ib)与集电极电流(Ic)之和。

三极管的直流放大倍数(β1)是集电极电流与基极电流之比,而交流放大倍数则是集电集电流变化量与基极电流变化量的比值。在低频时,直流与交流的差异不大,因此有时不作严格区分。

静态工作点是三极管在交流输入信号为零时的直流工作状态。这些电流、电压的数值可以在T特性曲线上用一个确定的点来表示,这个点被称为静态工作点Q。设置静态工作点的目的是为了保证三极管在被放大的交流信号加入电路时,无论信号是正半周还是负半周,都能满足三极管的放大状态。

如果静态工作点设置不合理,三极管对交流信号进行放大时可能会出现饱和失真或截止失真。

下面是一个射极放大电路的示例。公式表示为:I = (VCC - UBEQ) / Rb。其中,ICQ = βIBQ,UCEQ = VCC - ICQ Rc。这个电路中,β值离散性大,且电路无反馈,因此在实际应用中较为困难。

发射极的RC是一只负反馈电阻,其作用是在温度升高导致β值变大时,能通过调节过程保持电路的稳定。具体来说,当集电集电流Ic增大时,发射极电流Ie也会升高,从而导致Ue升高,进而使基极电位升高。这样,Rb两端压降减小,导致Ib减少,最终使Ic减小。

关于负反馈电路的来源,这里不展开详述,可参考相关电子技术资料。

在电子市场常见的三极管类型中,有PNP型三极管和NPN型三极管。例如,NPN型小功率三极管在音频放大、收音机1W推挽输出以及开关等方面有广泛应用。其具体参数包括集电极-发射极电压、集电极-基电压、发射极-基极电压、集电极电流、耗散功率、结温以及特征频率等。不同型号的三极管在这些参数上会有所差异,因此在选择使用时需要根据具体需求进行选择。

三极管的封装形式也有多种,如TO-92封装、SOT-23封装等。无论哪种封装形式,三极管的引脚顺序通常为发射极、基极、集电极。在使用时需要注意工作温度范围以及最大集电极电流和功耗等参数。