晶体管是模仿电路中根底的器材,关于电子工程师来说,了解晶体管作业的条件和判别晶体管的作业状况都是十分根底的,本文将带咱们一同学习或回忆一下。
一、晶体管作业的条件
1.集电极电阻Rc:
在共发射极电压扩大器中,为了取出晶体管输出端的被扩大信号电压Use(动态信号),需求在集电极串接一只电阻Rc。这样一来,当集电极电流Ic经过 时,在Re上发生一电压降IcRc,输出电压由晶体管c-e之间取出,即Usc=Uce=Ec-IcRc,所以Use也和IcRc —样随输入电压Ui的发生而相应地改动。
2.集电极电源Ec(或Vcc):
Ec确保晶体管的集电结处于反向偏置,使管子作业在扩大状况,使弱信号变为强信号。能量的来历是靠Ec的保持,而不是晶体管本身。
3.基极电源Eb:
为了使晶体管发生电流扩大效果,除了确保集电结处于反向偏置外,还须使发射结处于正向偏置,Eb的效果便是向发射结供给正向偏置电压,并合作恰当的基级 电阻Rb,以建立起必定的静态基极电流Ib。当Vbe很小时,Ib=O,只有当Vbe超越某一值时(硅管约0.5V,锗管约0.2V,称为门槛电压),管 子开端导通,呈现Ib。随后,Ib将随Vbe增大而增大,可是,Vbe和Ib的联系不是线性联系:当Vbe大于0.7V后,Vbe再添加一点点,Ib就会 添加许多。晶体管充沛导通的Vbe近似等于一常数(硅管约0.5V,锗管约 0.5V)。
4.基极偏流电阻Rb:
在电源Eb的巨细现已确认的条件下,改动Rb的阻值就能够改动晶体管的静态电流Ib,然后也改动了集电极静态电流Ic和管压降Vce,使扩大器建立起适宜的直流作业状况。
二、晶体管作业状况的判别
晶体三极管作业在扩大区时,其发射结(b、e极之间)为正偏,集电结(b、c极之间)为反偏。关于小功率的NPN型硅,呈现为 Vbe≈0.7V,Vbc《0V(详细数值视电源电压Ec与有关元件的数值而定):关于NPN型锗管,Vbe≈0.2V,Vbc《0V;关于 PNP型的晶体三极管,上述电压值的符号相反,即小功率PNP型硅管Vbe≈-0.7V,Vbc》0V,关于小功率 PNP型锗管,Vbe≈-0.2V,Vbc》0V。假如咱们在检测电路中发现晶体三极管极间电压为上述数值,即可判别该三极管作业在扩大区,由该三 极管组成的这部分电路为扩大电路。
别的,在由晶体管组成的振动电路中,其三极管也是作业在扩大区,但由于三极管的输出经选频谐振回路并同相反 馈到其b、C极之间,使电路起振,那么b、e极之间的电压Ube,关于硅管来说就小于0.7V 了(一般为0.2V左右)。假如咱们检测出Vbe《0.7V,且用导线短接选频谐振电路中的电感使电路停振时Vbe0.7V,则可判别该电路为振动 电路。
2.作业在截止区的判别:
三极管作业在截止区时,发射结与集电结均为反偏,而在实践的电路中,发射结也可所以零偏置。这样 关于小功率NPN型三极管,呈现为Vbe≤0,Vbc《0V(详细数值首要决定于电源电压Ec);关于小功率NPN型三极管,呈现为 Vbe≥OV,Vbc≥0V,此刻的 Vce≈Ec,假如咱们检测出电路中晶体三极管间电压为上述状况,则可判别该三极管作业在截止区。
3.作业在饱满区的判别:
三极管作业在饱满区时,其发射结与集电结均为正偏。关于小功率NPN型硅管,呈现为Vbe多0.7V(略大于作业在扩大区时的数 值),Vbc》0V (不大于Vbe的值);关于小功率NPN型锗管,类似地有Vbe≥0.2V(略大于作业在扩大区时的值),Vbc》OV (不大于Vbe的值)。关于PNP型的晶体管,上述电压值的符号相反,即小功率的PNP型硅管,Vbe≥-0.7V,Vb《0V(不小于Vbe的 值;小功率PNP型锗管,Vbe≤-2V,Vbc《0V(不小于Vbe的值)。一般状况下,此刻的Vce≈0.3V(硅管)或 Vce≈0.1V(锗管),假如咱们检测出电路中的晶体三极管极间电压契合上述状况,则可判别该三极管作业在饱满区。
需求指出一点的是:在有 些电子电路中,如开关电路、数字电路等,三极管作业在截止区与饱满区之间彼此转化,如附图所示。当A点为0V时,EB经过R1、R2分压使基极处于负电 压,发射结反偏;一起集电结也是反偏的,那么三极管T截止;当A点输入为6V时,R1、R2分压使三极管发射结正偏,发生足够大的基极电流使三极管饱满导 通,输出端L约为0.3V,此刻集电结也为正偏。咱们检测电路是否正常时,能够别离使A端输人0V与6V的电压,并别离丈量两种状况下的三极管极间电压, 看是否契合上述截止与饱满的状况,然后就能够判别该电路作业是否正常。
三、小结
晶体三极管有三个作业区,即扩大区、截止区、饱满区。电路设计时,可根据电路的要求,让晶体管作业在不同的区域以组成扩大电路、振动电路、开关电路等, 假如三极管因某种原因改动了本来的正常作业状况,就会使电路作业异常;电子产品呈现毛病,这时就要对毛病进行剖析,首要的作业便是按前述办法查看三极管的 作业状况。
关于晶体管详细的检测作业,要注意两点问 题:一是最好运用内阻较大的数字万用表进行丈量,以削减丈量误差,一起防止直接丈量时因万用表的内阻小引起三极管作业状况的改动;二是最好别离丈量晶体三 极管各极对地的电压,然后计算出Ube.Ubc或Uce的值,防止诱发电路毛病的可能性。