一、很多初學者都會認為三極管是兩個 PN 結(jié)的簡單湊合(如圖1)。這種想法是錯誤的,兩個二極管的組合不能形成一個三極管。我們以 NPN 型三極管為例(見圖 2 ),兩個 PN 結(jié)共用了一個 P 區(qū) —— 基區(qū),基區(qū)做得極薄,只有幾微米到幾十微米,正是靠著它把兩個 PN 結(jié)有機地結(jié)合成一個不可分割的整體,它們之間存在著相互聯(lián)系和相互影響,使三極管完全不同于兩個單獨的 PN 結(jié)的特性。三極管在外加電壓的作用下,形成基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流,成為電流放大器件。
二、三極管的電流放大作用與其物理結(jié)構(gòu)有關(guān),三極管內(nèi)部進行的物理過程是十分復(fù)雜的,初學者暫時不必去深入探討。從應(yīng)用的角度來講,可以把三極管看作是一個電流分配器。一個三極管制成后,它的三個電流之間的比例關(guān)系就大體上確定了(見圖 3 ),用式子來表示就是
β 和 α 稱為三極管的電流分配系數(shù),其中 β 值大家比較熟悉,都管它叫電流放大系數(shù)。三個電流中,有一個電流發(fā)生變化,另外兩個電流也會隨著按比例地變化。例如,基極電流的變化量 ΔI b = 10 μA , β = 50 ,根據(jù) ΔI c = βΔI b 的關(guān)系式,集電極電流的變化量 ΔI c = 50×10 = 500μA ,實現(xiàn)了電流放大。
六、在常溫下,鍺管的穿透電流比較大,一般由幾十微安到幾百微安,硅管的穿透電流就比較小,一般只有零點幾微安到幾微安。 I ceo 雖然不大,卻與溫度有著密切的關(guān)系,它們遵循著所謂的“加倍規(guī)則”,這就是溫度每升高 10℃ , I ceo 約增大一倍。例如,某鍺管在常溫 20℃ 時, I ceo 為 20μA ,在使用中管芯溫度上升到 50℃ , I ceo 就增大到 160μA 左右。測量 I ceo 的電路很簡單(圖 7 ),三極管的基極開路,在集電極與發(fā)射極之間接入電源 V CC ( 6V ),串聯(lián)在電路中的電流表(可用萬用表中的 0.1mA 擋)所指示的電流值就是 I ceo 。
七、嚴格地說,三極管的 β 值不是一個不變的常數(shù)。在實際使用中,調(diào)整三極管的集電極電流 I , β 值會隨著發(fā)生變化(圖 8 )。一般說來,在 I c 很?。ɡ鐜资玻┗蚝艽螅唇咏姌O最大允電流 I CM )時, β 值都比較小,在 1mA 以上相當寬的范圍內(nèi),小功率管的 β 值都比較大,所以,同學們在調(diào)試放大電路時,要確定合適的工作電流 I c ,以獲得最佳放大狀態(tài)。另外, β 值也和三極管的其它參數(shù)一樣,跟溫度有密切的關(guān)系。溫度升高, β 值相應(yīng)變大。一般溫度每升高 1℃ , β 值增加 0.5 %~ 1 %。
八、三極管有一個極限參數(shù)叫集電極最大允許電流,用 I CM 表示。 I CM 常稱為三極管的額定電流,所以人們常常誤認為超過了 I CM 值,由于過熱會把管子燒壞。實際上,規(guī)定 I CM 值是為避免集電極電流太大時引起 β 值下降過多。一般把 β 值降低到它的最大值一半左右時的集電極電流定為集電極最大允許電流 I CM 。
九、三極管的電流放大系數(shù) β 值還與電路的工作頻率有關(guān)。在一定的頻率范圍內(nèi),可以認為 β 值是不隨頻率變化的(圖 9 ),可是當頻率升高到超過某一數(shù)值后, β 值就會明顯下降。為了保證三極管在高頻時仍然具有足夠的放大能力,人們規(guī)定:當頻率升高到使 β 值下降到低頻( 1000Hz )值 β 0 的 0.707 倍時,所對應(yīng)的頻率稱為 β 截止頻率,用 f β 表示。 f β 就是三極管接成共發(fā)射極電路時所允許的最高工作頻率。 三極管 β 截止頻率 f β 是在三極管接成共發(fā)射極放大電路時測定的。如果三極管接成共基極電路,隨著頻率的升高,其電流放大系數(shù) α ( α = I c / I e )值下降到低頻( 1000Hz )值 α o 的 0.707 倍時,所對應(yīng)的頻率稱為 α 截止頻率,用 f α 表示(圖 10 )。 f α 反映了三極管共基極運用時的頻率限制。在三極管產(chǎn)品系列中,常根據(jù) f α 的大小劃分低頻管和高頻管。國家規(guī)定, f α < 3MHz 的為低頻管, f α > 3MHz 的為高頻管。 |
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