从晶体管电路方面来理解放大原理!对晶体管饱和、饱和压降的理解
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从晶体管电路方面来理解放大原理!对晶体管饱和、饱和压降的理解众所周知,一个普通的双极型晶体管有二个PN结、三种工作状态(截止、饱和、放大)和四种运用接法(共基、共发、共集和倒置)。对这两个PN结所施加不同的电位,就会使晶体管工作于不同的状态:两个PN结都反偏——晶体管截止;两个PN结都导通——晶体管饱和:一个PN结正偏,一个PN结反偏——晶体管放大电路(注意:如果晶体管的发射结反偏、集电结正偏,就是晶体管的倒置放大应用)。要理解晶体管的饱和,就必须先要理解晶体管的放大原理。
从晶体管电路方面来理解放大原理,比较简单:晶体管的放大能力,就是晶体管的基极电流对集电极电流的控制能力强弱。控制能力强,则放大大。但如果要从晶体管内部的电子、空穴在PN结内电场的作用下,电子、空穴是如何运动的、晶体管的内电场对电子、空穴是如何控制的等一些物理过程来看,就比较复杂了。
对这个问题,许多教课书上有不同的描述。我对此问题的理解是:当晶体管处于放大状态时,基极得到从外电源注入的电子流,部分会与基区中的空穴复合,此时产生的复合电流,构成了基极电流的主体。由于此时晶体管是处于放大状态,故集电结处于反偏。又因集电结的反偏,就在此PN结的内部,就形成了一个强电场,电场的方向由集电极指向基极,即集电极为正,基极为负。也就是说,在此PN结(集电结)联接集电极的一端,集中了大量带正电的空穴。当从基极注入的电子流进入基区后,一部分与基区内部的空穴进行了复合,而大部分电子则在强电场的作用下,被“拉”到了集电极,这种被电场“拉”到集电极的电子流,构成了集电极电流的主要组成部分。由于从基极注入的电子流,只有很少一部分在基区被复合,大部分电子是在集电结的强电场的作用下,集中到了集电极,构成了集电极电流的主体,所以,此时的集电极电流要远大于从基极注入的电流,这就是晶体管放大功能的物理模型。此时,是以NPN型晶体管进行举例。如果是PNP型晶体管,则只要把晶体管的极性由正换成负就行。
如果要从基极电流、集电极电流、发射极电流的组成、流动,PN结的能级等等方面来讲