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  • 三極管有幾個工作狀態,作為開關使用時,基極電阻該怎么選取
    • 發布時間:2021-03-09 16:25:29
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    三極管有幾個工作狀態,作為開關使用時,基極電阻該怎么選取
    三極管作為最常用的基本元器件之一,作為電子技術相關的人員一定要精通三極管的工作原理。三極管一共有三個工作狀態:截止、放大和飽和。
    三極管的模型及符號如下圖所示,三極管分為NPN型和PNP型兩種,其結構和使用方法有所不同。
    三極管
    三極管的結構及原理圖符號
    三極管有三個工作區間:截止區、放大區和飽和區,在特定的條件范圍內,三極管工作于各個區間。
    截止區:Vbe<死區電壓(硅材料三極管約0.6V,鍺材料三極管約0.3V),此區間Ib=0,Ic=0。
    放大區:放大區間的特性,發射結正偏,集電結反偏,Vce<Vbe,放大區間,Ic=βIb,Ie=Ic+Ib,三極管的放大倍數一般都幾十倍以上,甚至上千倍、上萬倍,所以一般可以認為Ie≈Ic。
    飽和區:當基極電流增大時,發射極電流Ic不再增大,此時三極管已達到飽和狀態,飽和狀態的特性【發射結正偏,集電結正偏】。
    三極管
    以NPN三極管為例,三極管的控制原理就像流水控制,比如水龍頭,基極B是三極管的控制端,控制集電極C往發射極E的電流量,類似于水龍頭的開關,控制流水量,當水龍頭完全關閉時,流水截止,當水龍頭緩慢打開時,流水量慢慢變大,直到最大,也就是三極管完全達到飽和狀態。
    三極管
    三極管電流控制原理示意圖
    三極管當開關使用時,如何計算基極電阻?
    三極管當開關使用時,一般使三極管工作在飽和狀態,使三極管完全開啟,可正常工作的電流達到最大。
    基極電阻的計算方法(以NPN三極管為例):
    基極電阻R1=(Uin-0.6)/Ib,其中Uin為基極輸入電壓即驅動電壓,Ib為三極管的基極電流,0.6為基極-發射極的壓降,硅三極管一般為0.6V左右,鍺三極管一般為0.3V左右。
    根據三極管的公式Ic=βIb,其中Ic為集電極電流,β為三極管的放大倍數。
    所以:R1=(Uin-0.6)/Ib=(Uin-0.6)/(Ic/β)=(Uin-0.6)*β/Ic
    三極管
    三極管當開關控制LED燈的原理
    假設上圖中NPN 的三極管最大集電極電流為500mA,β系數為50(放大倍數),輸入電壓為5V,則基極電阻R1=(5-0.6)*50/0.5=440(Ω)。
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