三极管放大原理

极管的工作原理及基础知识

1 三极管的结构和分类

其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲，三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构，根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。

上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区，另外两层同为N型或P型，其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区，另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点，是三极管能够起放大作用的内部条件。

三个区各自引出三个电极，分别为基极（b） 、发射极（e）和集电极（c）。

如图b所示，三层结构可以形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。

三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此当然可以用作开关元件，但同时三极管还是一个放大元件，正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。

2 三极管的电流放大作用

直流电压源Vcc应大于Vbb，从而使电路满足放大的外部条件：发射结正向偏置，集电极反向偏置。改变可调电阻Rb，基极电流IB，集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化，由测量结果可以得出以下结论：

（1） IE ＝ IB ＋ IC ( 符合克希荷夫电流定理）

（2） IC ≈ IB ×? （ ?称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）

（3）△ IC ≈ △ IB ×?

由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。

3 三极管的放大原理

以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大

原理，

1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。

2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。

3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。

4 三极管的输入输出特性

三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时，基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。

对硅管而言，当UCE超过1V时，集电结已经达到足够反偏，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。如果此时再增大UCE ，只要UBE保持不变（从发射区发射到基区的电子数就一定）， IB也就基本不变。就是说，当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。

由图可见，和二极管的伏安特性一样，三极管的输入特性也有一段死区，只有当UBE大于死区电压时，三极管才会出现基极电流IB。通常硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.1V。在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE为0.6～0.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE为-0.2～ -0.3V。

三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集-射极电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以三极管的输出特性是一组曲线。通常把输出特性曲线分为三个工作区：

1、放大区：输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在放大区, IC ＝ IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等，所以放大区也称为线性区。三级管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0。

2、截止区： IB ＝ 0的曲线以下的区域称为截止区。实际上，对NPN硅管而言，当UBE＜0.5V时即已开始截止，但是为了使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置。

3、饱和区：输出特性曲线的陡直部分是饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，放大区的?不再适用于饱和区 。在饱和区， UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置。

三极管的工作原理
三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压ub有一个微小的变化时，基极电流ib也会随之有一小的变化，受基极电流ib的控制，集电极电流ic会有一个很大的变化，基极电流ib越大，集电极电流ic也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。ic
的变化量与ib变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=δic/δib,
δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压ub升高时，ib变大，ic也变大，ic
在集电极电阻rc的压降也越大，所以三极管集电极电压uc会降低，且ub越高，uc就越低，δuc=δub。仅供参考

在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大?
为什么接了个电阻就可以将电流放大转换成电压放大???
说下原理可以吗?
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在基本的放大电路中，我们通常看到集电极与集电极电阻中间，分接了一个耦合电容，且它的值一般都有取得比较大，因它与地构成交流的输出端;基极耦合电容.基极电阻.基B到射E.最后到地构成输入.
一.电流的放大.
三极管在某个电路里,如果有一个小的信号流入电路,它的路
线为
\\\从基极耦合电容
到基极电阻到基B到射E,最后到地.
注入的信号电流改变了三极管内部电子的运动,即由BE的电流变化,引起CE的电流变化,电路空载时,CE的电压变化是较小的.当然,我现在不去理CE的变化怎么样,反正三极管的内部电子运动发生了变化,这是肯定的.那么输入的信号电流,引起了电路电源的电流经过集电极电阻到C到E,再到电路电源的负端,即C到地端的电流有了一定的流动,那么,我把这理解为基极电流的改变引起了集电极电流的改变,也把它理解作电流的放大.
二.电流放大转换成电压放大?
输入电流引起了集电极电流的变化,我们看到在集电极上端接了一个阻值不是很大的电阻,这个电阻在这里起了重要作用----有了集电极电流在串联路线的流动,当它经过集电级电阻时,在这个电阻上肯定要产生一定的压降,比如电源电压为12伏时,假如在电阻两端产生了5伏电压,那么就是12-5=7伏.
这个电路在没有信号时,假如输出为12伏电压,在有信号时,输出7伏电压,那么我们可以认为这个放大电路工作在7伏与12伏状态下.我们可不可以这样考虑呢--小的输入信号电流的有与无,最终成为了输出信号的电压变化了.我是这样理解的:小的输入信号它的电流很微弱,电压也很微弱,但经过三极管的放大作用,输入信号的电压由很小变为了7伏,它变强了.
还有,共发射极电路,输入电阻越大越好,输出越小越好?
有点不明白?
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我认为,只要是放大电路,都是输入电阻越大越好,输出越小越好.
我是这样理解的:如有某个三极管放大电路,它的输入电阻为101千欧(100千欧的基极电阻+1千欧的BE间电阻),它消耗信号源功率
P=U*U(不去理它信号电压为多少)/R=U*U/101千欧(单位:mW)
当然R越大,值越小,消耗的信号源信号也就小了,且整个电路的消耗电能也就小了.
输出越小越好?--什么是输出电阻呢?
比如在那个基本的三极管放大电路中,Rl(负载本身的电阻)+Rc(集电极电阻)就是电路的输出电阻了.
Rl+Rc的值越大,在集电极电阻和负载上消耗电能越多,那当然不经济.

可以同时实现开关和放大，三机关工作有三个状态，截止，放大，饱和。开关是指达到三极管导通的初始值，从截至区域到达导通状态。导通进入放大状态，就实现放大了呀，关断当然和导通同理哈，其实就是分析三极管的C,B,E极相应的电压电流值间的关系哈。
放大电流，但电流可以通过电阻就转化为电压了哈。
去看看模电书哈，书上详细些。
愿你早点明白！