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三極管工作原理詳解 看完這4點懂了!
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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輻值較大的電信號,也用作無觸點開關。下面介紹的是三極管工作原理，不了解的朋友跟裝修界小編一起來看看吧。
三極管工作原理
一、電流放大
下面的分析僅對于NPN型硅三極管.我們把從基極B流至發射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發射極E的電流叫做集電極電流Ic.這兩個電流的方向都是流出發射極的,所以發射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向.三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制(假設電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話),并且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關系：集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極管的放大倍數(β一般遠大于1,例如幾十,幾百).如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發射極之間,這就會引起基極電流Ib的變化,Ib的變化被放大后,導致了Ic很大的變化.如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的,那么根據電壓計算公式U=R*I可以算得,這電阻上電壓就會發生很大的變化.我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大后的電壓信號了.
二、偏置電路
三極管在實際的放大電路中使用時,還需要加合適的偏置電路.這有幾個原因.首先是由于三極管BE結的非線性(相當于一個二極管),基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產生(對于硅管,常取0.7V).當基極與發射極之間的電壓小于0.7V時,基極電流就可以認為是0.但實際中要放大的信號往往遠比0.7V要小,如果不加偏置的話,這么小的信號就不足以引起基極電流的改變(因為小于0.7V時,基極電流都是0).如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時,小信號就會導致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會被放大并在集電極上輸出.另一個原因就是輸出信號范圍的要求,如果沒有加偏置,那么只有對那些增加的信號放大,而對減小的信號無效(因為沒有偏置時集電極電流為0,不能再減小了).而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當輸入的基極電流變小時,集電極電流就可以減小;當輸入的基極電流增大時,集電極電流就增大.這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了.
三、開關作用
下面說說三極管的飽和情況.像上面那樣的圖,因為受到電阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大電流為U/Rc,其中U為電源電壓),集電極電流是不能無限增加下去的.當基極電流的增大,不能使集電極電流繼續增大時,三極管就進入了飽和狀態.一般判斷三極管是否飽和的準則是：Ib*β〉Ic.進入飽和狀態之后,三極管的集電極跟發射極之間的電壓將很小,可以理解為一個開關閉合了.這樣我們就可以拿三極管來當作開關使用：當基極電流為0時,三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止),相當于開關斷開;當基極電流很大,以至于三極管飽和時,相當于開關閉合.如果三極管主要工作在截止和飽和狀態,那么這樣的三極管我們一般把它叫做開關管.
四、工作狀態
如果我們在上面這個圖中,將電阻Rc換成一個燈泡,那么當基極電流為0時,集電極電流為0,燈泡滅.如果基極電流比較大時(大于流過燈泡的電流除以三極管的放大倍數β),三極管就飽和,相當于開關閉合,燈泡就亮了.由于控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點就行了,所以就可以用一個小電流來控制一個大電流的通斷.如果基極電流從0慢慢增加,那么燈泡的亮度也會隨著增加(在三極管未飽和之前).
三極管開關電路工作原理
三極管開關電路由開關三極管VT，電動機M，控制開關S，基極限流電阻器R和電源GB組成。VT采用NPN型小功率硅管8050，其集電極最大允許電流ICM可達1.5A，以滿足電動機起動電流的要求。M選用工作電壓為3V的小型直流電動機，對應電源GB亦為3V。
VT基極限流電阻器R如何確定呢?
根據三極管開關電路的電流分配作用，在基極輸入一個較弱的電流IB，就可以控制集電極電流IC有較強的變化。
假設VT電流放大系數hfe≈250，電動機起動時的集電極電流IC=1.5A，經過計算，為使三極管飽和導通所需的基極電流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。
在圖1電路中，電動機空載時運轉電流約為500mA，此時電源(用兩節5號電池供電)電壓降至2.4V，VT基極-發射極之間電壓VBE≈0.9V。
根據歐姆定律，VT基極限流電阻器的電阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ。考慮到VT在IC較大時，hfe要減小，電阻值R還要小一些，實取100Ω。
為使電動機更可靠地啟動，R甚至可減少到51Ω。在調試三極管開關電路時，接通控制開關S，電動機應能自行啟動，測量VT集電極—發射極之間電壓VCE≤0.35V，說明三極管已飽和導通，三極管開關電路工作正常，否則會使VT過熱而損壞。
三極管在日常生活各種電路中經常使用到，使用作開關電路等，也是裝修必須要的材料。說到裝修，對于這些材料種種的質量問題是否有保障，工程是否符合行業標準，這些問題是裝修業主最為關心的，如果有這些顧慮，我們可以免費申請裝修界裝修保，這里有專業的裝修質檢團隊，并幫助我們裝修遇到問題也能快速維權!點擊申請，讓我們的裝修更有保障吧!
以上就是裝修界小編為您介紹的三極管工作原理，希望能夠幫助到您。更多關于三極管工作原理的相關資訊，請繼續關注裝修界學裝修。
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