精講:從實踐和理論兩方麵闡述三極管原理
發布時間:2014-12-20 責任編輯:echolady
【導讀】工程師一定不會陌生三級管開關電dian路lu,對dui於yu他ta們men來lai說shuo,三san極ji管guan是shi他ta們men經jing常chang接jie觸chu的de電dian子zi元yuan器qi件jian,當dang然ran,第di一yi次ci接jie觸chu三san極ji管guan開kai關guan原yuan理li,肯ken定ding需xu要yao進jin行xing歸gui納na總zong結jie,以yi便bian初chu學xue者zhe更geng好hao的de加jia深shen印yin象xiang。

圖1
學(xue)過(guo)能(neng)量(liang)守(shou)恒(heng)定(ding)律(lv)的(de)我(wo)們(men)都(dou)知(zhi)道(dao),能(neng)量(liang)不(bu)會(hui)無(wu)緣(yuan)無(wu)故(gu)的(de)產(chan)生(sheng),所(suo)以(yi)由(you)此(ci)可(ke)見(jian)三(san)極(ji)管(guan)一(yi)定(ding)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)能(neng)量(liang)。它(ta)隻(zhi)是(shi)把(ba)電(dian)源(yuan)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)信(xin)號(hao)的(de)能(neng)量(liang)罷(ba)了(le)。但(dan)三(san)極(ji)管(guan)厲(li)害(hai)的(de)地(di)方(fang)在(zai)於(yu):它(ta)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)小(xiao)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)大(da)電(dian)流(liu)。假(jia)設(she)三(san)極(ji)管(guan)是(shi)個(ge)大(da)壩(ba),這(zhe)個(ge)大(da)壩(ba)奇(qi)怪(guai)的(de)地(di)方(fang)是(shi),有(you)兩(liang)個(ge)閥(fa)門(men),一(yi)個(ge)大(da)閥(fa)門(men),一(yi)個(ge)小(xiao)閥(fa)門(men)。小(xiao)閥(fa)門(men)可(ke)以(yi)用(yong)人(ren)力(li)打(da)開(kai),大(da)閥(fa)門(men)很(hen)重(zhong),人(ren)力(li)是(shi)打(da)不(bu)開(kai)的(de),隻(zhi)能(neng)通(tong)過(guo)小(xiao)閥(fa)門(men)的(de)水(shui)力(li)打(da)開(kai)。所(suo)以(yi),平(ping)常(chang)的(de)工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)便(bian)是(shi),每(mei)當(dang)放(fang)水(shui)的(de)時(shi)候(hou),人(ren)們(men)就(jiu)打(da)開(kai)小(xiao)閥(fa)門(men),很(hen)小(xiao)的(de)水(shui)流(liu)涓(juan)涓(juan)流(liu)出(chu),這(zhe)涓(juan)涓(juan)細(xi)流(liu)衝(chong)擊(ji)大(da)閥(fa)門(men)的(de)開(kai)關(guan),大(da)閥(fa)門(men)隨(sui)之(zhi)打(da)開(kai),洶(xiong)湧(yong)的(de)江(jiang)水(shui)滔(tao)滔(tao)流(liu)下(xia)。如(ru)果(guo)不(bu)停(ting)地(di)改(gai)變(bian)小(xiao)閥(fa)門(men)開(kai)啟(qi)的(de)大(da)小(xiao),那(na)麼(me)大(da)閥(fa)門(men)也(ye)相(xiang)應(ying)地(di)不(bu)停(ting)改(gai)變(bian),假(jia)若(ruo)能(neng)嚴(yan)格(ge)地(di)按(an)比(bi)例(li)改(gai)變(bian),那(na)麼(me),完(wan)美(mei)的(de)控(kong)製(zhi)就(jiu)完(wan)成(cheng)了(le)。
我們可以這樣形容這個過程:這裏我們可以設定Ube是小水流,Uce是(shi)大(da)水(shui)流(liu),人(ren)就(jiu)是(shi)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)。當(dang)然(ran),如(ru)果(guo)把(ba)水(shui)流(liu)比(bi)為(wei)電(dian)流(liu)的(de)話(hua),會(hui)更(geng)確(que)切(qie),因(yin)為(wei)三(san)極(ji)管(guan)畢(bi)竟(jing)是(shi)一(yi)個(ge)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)元(yuan)件(jian)。如(ru)果(guo)水(shui)流(liu)處(chu)於(yu)可(ke)調(tiao)節(jie)的(de)狀(zhuang)態(tai),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)就(jiu)是(shi)三(san)極(ji)管(guan)中(zhong)的(de)線(xian)性(xing)放(fang)大(da)區(qu)。如(ru)果(guo)那(na)個(ge)小(xiao)的(de)閥(fa)門(men)開(kai)啟(qi)的(de)還(hai)不(bu)夠(gou),不(bu)能(neng)打(da)開(kai)大(da)閥(fa)門(men),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)就(jiu)是(shi)三(san)極(ji)管(guan)中(zhong)的(de)截(jie)止(zhi)區(qu)。如(ru)果(guo)小(xiao)的(de)閥(fa)門(men)開(kai)啟(qi)的(de)太(tai)大(da)了(le),以(yi)至(zhi)於(yu)大(da)閥(fa)門(men)裏(li)放(fang)出(chu)的(de)水(shui)流(liu)已(yi)經(jing)到(dao)了(le)它(ta)極(ji)限(xian)的(de)流(liu)量(liang),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)就(jiu)是(shi)三(san)極(ji)管(guan)中(zhong)的(de)飽(bao)和(he)區(qu)。但(dan)是(shi)你(ni)關(guan)小(xiao)小(xiao)閥(fa)門(men)的(de)話(hua),可(ke)以(yi)讓(rang)三(san)極(ji)管(guan)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)從(cong)飽(bao)和(he)區(qu)返(fan)回(hui)到(dao)線(xian)性(xing)區(qu)。如(ru)果(guo)有(you)水(shui)流(liu)存(cun)在(zai)一(yi)個(ge)水(shui)庫(ku)中(zhong),水(shui)位(wei)太(tai)高(gao)(相應與Uce太大),導致不開閥門江水就自己衝開了,這就是二極管的反向擊穿。PN結的擊穿又有熱擊穿和電擊穿。當反向電流和反向電壓的乘積超過PN結容許的耗散功率,直至PN結過熱而燒毀,這種現象就是熱擊穿。電擊穿的過程是可逆的,當加在PN結兩端的反向電壓降低後,管子仍可以恢複原來的狀態。電擊穿又分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩類,一般兩種擊穿同時存在。電壓低於5-6V的穩壓管,齊納擊穿為主,電壓高於5-6V的穩壓管,雪崩擊穿為主。電壓在5-6V之間的穩壓管,兩種擊穿程度相近,溫度係數最好,這就是為什麼許多電路使用5-6V穩壓管的原因。
xueguomodianderenyinggaidouyudaoguo,monidianluzhongyibanfamenshibankaide,tongguokongzhiqikaiqidaxiaolaijuedingshuchushuiliudedaxiao。meiyouxinhaodeshihou,shuiliuyehuiliu,suoyi,bugongzuodeshihou,yehuiyougonghao。erzaishuzidianluzhong,famenzechuyukaihuoshiguanlianggezhuangtai。dangbugongzuodeshihou,famenshiwanquanguanbide,meiyougonghao。biruyongdanpianjiwaijiesanjiguanqudongshumaguanshi,queshihuiduidanpianjiguanjiaoshuchudianliujinxingyidingchengdudefangda,congershidianliuzugoudadaokeyiqudongshumaguan。dancishisanjiguanbingbugongzuozaiqitexingquxiandefangdaqu,ershigongzuozaikaiguanzhuangtai(飽和區)。當單片機管腳沒有輸出時,三極管工作在截止區,輸出電流約等於0。在製造三極管時,要把發射區的N型半導體電子濃度做的很大,基區P型半導體做的很薄,當基極的電壓大於發射極電壓(矽管要大0.7V,鍺管要大0.3V)而小於集電極電壓時,這時發射區的電子進入基區,進行複合,形成Ie;但由於發射區的電子濃度很大,基區又很薄,電子就會穿過反向偏置的集電結到集電區的N型半導體裏,形成Ic;基區的空穴被複合後,基極的電壓又會進行補給,形成Ib。
[page]
理論記憶法:
下麵我們來說一下理論記憶法,根據下圖我們可以設定三極管的發射結和集電結均為反向偏置(VBE<0,VBC<0),隻有很小的反向漏電流IEBO和ICBO分別流過兩個結,故iB≈ 0,iC≈ 0,VCE ≈ VCC,對應於下圖中的A點。這時集電極回路中的c、e極之間近似於開路,相當於開關斷開一樣。BJT的這種工作狀態稱為截止。

圖2

圖3

圖4
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