三极管工作状态判断讲解PPT课件
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三极管三种工作状态的微观解释
三极管三种工作状态的微观解释
一、截止状态：
在截止状态下，发射极电流为零，集电极电流也为零。
此时，基极电流为零，集电极反偏，发射极反偏，三极管处于截止状态。
二、放大状态：
当基极电流不为零时，集电极电流与基极电流的大小成正比。
此时，三极管处于放大状态。
基极电流的控制作用使得集电极电流能够放大，从而实现信号的放大。
三、饱和状态：
当集电极电流增大到一定程度时，基极电流无法再增大，此时三极管处于饱和状态。
在饱和状态下，集电极和发射极之间的电压很低，但集电极电流较大，基极电流无法再增大。
三极管工作原理ppt课件
N
收集，形成ICE。
P
EC
N
发射结正偏，发射 区电子不断向基区扩 散，形成发射极电流 IE。
16 01 N型半导体与P型半导体
第三节 三极管的工作原理
02 PN结
03 三极管的工作原理
三级管工作在放大区时，基极电流IB微小的变化能够引起集电极电流IC较大变化的特性称之为晶体管的电流放大作用 IC与IB之间的关系可以描述为IC=βIB β的值在三极管被生产出来之后就确定了，其范围一般为50～200
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
P IF
内电场
N
外电场
+–
10 01 N型半导体与P型半导体
02 PN结
03 三极管的工作原理
第二节 PN结
2.3 PN结反向偏置
当在PN结两端加上一个反偏置电压时，内电场被增强，空间电荷区变厚，漂移运动增强，形成了一个由少子移 动而形成的漂移电流IR，但因为PN结中的少子很少，所以这个IR十分微弱，约等于0，此时PN结截止，视同为 一个断开的开关
广西医科大学基础医学院电子学教研室 张琥石
目录页
Contents Page
01 N型半导体与P型半导体 02 PN结 03 三极管的工作原理
— 2—
目录页
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01 N型半导体与P型半导体 02 PN结 03 三极管的工作原理
— 3—
4
01 N型半导体与P型半导体
02 PN结
02 PN结
三极管工作状态判断ppt课件
江 阴
模拟电子技术
学
院
1
三极管输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
江
即： IC=IB , 且 IC = IB
阴
学 院
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
江 IB
阴 学 院
IC IB
IE
VC
VB VE NPN
IC
IE
VE
VB
VC PNP 5
三极管处于饱和状态时的电位关系
江 阴
IB
学
院
IC
IB IE
VB VC VE NPN
IC
VE
VC
IE
VB
PNP 6
判断以下三极管的工作状态。
江
阴 学
0.7V
院
4V 0.7V
0.3V
0
0
放大
饱和
4V 0
0
截止
7
判断图示各电路中三极管的工作状态。
Rc
江 Rb
阴
学 院
EB
VT
EC
发射结反向偏置,
集电结反向偏置,
三极管工作在截止区,
可调换 EB 极性。
Rb Rc VT
7V
EC
0.3V
VT
发射结反向偏置,
两PN结均
三极管工作在截止区, 正偏三极 管工作在
可调换 EC 极性,
饱和区。
或将VT更换为PNP型。 8
2
三极管工作状态 判断方法：
RB
模拟电子技术
学
院
1
三极管输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
江
即： IC=IB , 且 IC = IB
阴
学 院
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
江 IB
阴 学 院
IC IB
IE
VC
VB VE NPN
IC
IE
VE
VB
VC PNP 5
三极管处于饱和状态时的电位关系
江 阴
IB
学
院
IC
IB IE
VB VC VE NPN
IC
VE
VC
IE
VB
PNP 6
判断以下三极管的工作状态。
江
阴 学
0.7V
院
4V 0.7V
0.3V
0
0
放大
饱和
4V 0
0
截止
7
判断图示各电路中三极管的工作状态。
Rc
江 Rb
阴
学 院
EB
VT
EC
发射结反向偏置,
集电结反向偏置,
三极管工作在截止区,
可调换 EB 极性。
Rb Rc VT
7V
EC
0.3V
VT
发射结反向偏置,
两PN结均
三极管工作在截止区, 正偏三极 管工作在
可调换 EC 极性,
饱和区。
或将VT更换为PNP型。 8
2
三极管工作状态 判断方法：
RB
三极管 教学ppt课件
+++
c + + +
++++ -
++++
+++
b
UBB RB UCC RC
5
1、发射区的电子大量地扩散注 入到基区，基区空穴的扩散可
忽略。
发射结正偏
集电结反偏
外电场方向
NP
N
++++
e ++++ ++++
+++
c + + +
++++ -
++++
IE
b
+++
UBB RB UCC RC
6
1、大量电子N2通过很 薄1、的发射基区极的被电子集大电量极地扩吸散注 收入忽到略，基。少区量，基电区子空穴N的1在扩基散可 极与空穴复合。N2和 N2、1的电子比扩例散由的同三时极，在管基内区将 部与空结穴构相决遇产定生。复合在。不由考于基 虑区薄空，IC穴因BO浓此时度，低复：，合且的基电区子做是得极很 少 数。 IC/IB=N2/N1=β 2、以上公式是右方电 路3扩、散满绝到大足集多发电数结射到处基结，区并正的在偏电集子、电均结能 集电场电作结用反下到偏达时集电得区到。的，
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
• 由放大状态进入截止状态 的临界情况是发射结电压 为零，此时基区的反向电 流分别流入发射极和集电 极。
三极管PPT教学讲义
收集 载流
基区的少数载流子——ICBO
子
VBB
VCC
电流分配与控制 IE= IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有ICN>>IBN IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN－ICBO
IE =IC+IB
VBB
VCC
电流分配与控制
• 使晶体管具有电流分配与控制能力的两个重要条件
– ③集电结对非平衡载流子的收集作用漂移为主
4.1.3 三极管各电极的电流关系
集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系定义:
ICN/IE
称为共基极直流电流放大系数。
表示集电极收集到的电子电流ICN与总发射极电流IE的比
值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以 的值小
于1, 但接近1，一般为0.98~0.999 。
BJT 结构
从外表上看两个N区,或两个P区是对称的,实际上: 发射区的掺杂浓度大,发射载流子 集电区掺杂浓度低,且集电结面积大,收集载流子 基区得很薄,控制载流子分配,其厚度一般在几个微米至几十
个微米.
+
BJT的三种组态
CB Common Base ：共基极,基 极为公共电极
CE Common Emitter ：共发射极, 发射极为公共电极
强,IC增大. JC和JE都正偏, VCES约等于0.3V,
ic VCE=VBE
饱
6和 放
区 4
大
区
2
IC< IB 0
饱和时c、e间电压记为VCES,深 度饱和时VCES约等于0.3V.
截止区
246
三极管ppt课件完整版
常见故障现象及诊断方法
诊断方法
测量三极管的耐压值是否降低，观察电路是否有过载现象，若确认 损坏则更换三极管。
故障现象3
三极管漏电流过大。
诊断方法
测量三极管的漏电流是否超过规定值，若过大则检查电路是否存在漏 电现象，并更换三极管。
常见故障现象及诊断方法
故障现象4
三极管热稳定性差。
诊断方法
检查三极管的散热条件是否良好，测量其热稳定性参数是否在规定范围内，若异常则改善散热条件或 更换适合的三极管型号。
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
共基放大电路的特点是输入回路与输出回路共用一个电极，即基极。输入信号加在三极管的发射极和基极之间， 输出信号从集电极取出。由于共基放大电路的输入阻抗低，输出阻抗高，因此具有电压放大倍数大、频带宽等优 点。
共集放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源 。
真加剧。而截止频率则限制了三极管能够放大的信号频率范围。
03
三极管基本放大电路分析
共射放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
利用三极管的电流放大作用，将输入信号放大并输出。输入信号加在三极管的基 极和发射极之间，输出信号从集电极取出，经过耦合电容与负载相连。
共基放大电路组成及工作原理
偏置电路类型及其作用
固定偏置电路
01
提供稳定的基极电流，使三极管工作在放大区。
分压式偏置电路
02
通过电阻分压为基极提供合适的偏置电压，使三极管具有稳定
的静态工作点。
集电极-基极偏置电路
03
利用集电极电阻的压降为基极提供偏置电压，适用于某些特殊
三极管工作状态判断
精选ppt
2
三极管工作状态 判断方法：
RB
江
+
阴 学 院
v iB i
-
VCC RC
+
iC
vO
-
v ＜0.7V时，截止
①当 BE ≥0.7V时，放大或饱和
精选ppt
3
三极管工作状态 判断方法：
RB
江
+
阴
学 院
v iB i
-
VCC RC
+
iC
vO
-ห้องสมุดไป่ตู้
v ＜0时，放大
②当 BC ≥0时，饱和
精选ppt
4
4V 0.7V
0.3V
0
0
放大
饱和
4V 0
0
截止
精选ppt
7
判断图示各电路中三极管的工作状态。
Rc
江 Rb
阴
学 院
EB
VT
EC
发射结反向偏置,
集电结反向偏置,
三极管工作在截止区,
可调换 EB 极性。
Rb Rc VT
0.7V
EC
0.3V
VT
发射结反向偏置,
两PN结均
三极管工作在截止区, 正偏三极 管工作在
三极管处于放大状态时的电位关系
江 IB
阴 学 院
IC IB
IE
VC
VB VE NPN 精选ppt
IC
IE
VE
VB
VC PNP 5
三极管处于饱和状态时的电位关系
江 阴
IB
学
院
IC
IB IE
VB VC VE NPN
精选ppt
三极管的结构及工作原理解读ppt课件
2
1
T
1
3
1
T
2
1
3
(a)
(b)
唐东自动化教研室
电子技术基础 主编 吴利斌
例2图所示的电路中，晶体管均为硅管,β=30，试分析各晶体管的
工作状态。 解: （1）因为基极偏置电源+6V大于管子的导通电压，
故管子的发射结正偏，管子导通,基极电流：
+6V 5K IB
+10V 1K IC
-2V 5K IB
IC
10 0.3
+2V
9.7mIBA
5K
1K IC
因为IC ICS ,所以饱和
(a)
(b)
(c)
（2）因为基极偏置电源-2V小于管子的导通电压，管
子的发射结反偏，管子截止，所以管子工作在截止区。
(3)因为基极偏置电源++21V0V大于管子的导通电压+，10故V管
+10
子的发射结正偏,管子导通基极电流:：
UCC
继续增
增大大UUCCCC 0
U特U特C性EC性=E曲0=曲.15线VV线的的 UCE>1V的 特性曲线
UBE /V
继续增大UCC使UCE=1V以上的多个值，结果发现：之后 的所有输入特性几乎都与UCE=1V的特性相同，曲线基本不 再变化。
实用中三极管的UCE值一般都超过1V，所以其输入特性通 常采用UCE=1V时的曲线。从特性曲线可看出，双极型三极 管的输入特性与二极管的正向特性非常相似。
电区而形成集电极电流IC 。之后即 使UCE继续增大，集电极电流IC也不 会再有明显的增加，具有恒流特性。
0
IB=0 UCE / V
《三极管基本知识》PPT课件
背景
三极管是电子电路中的重要元件，广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。随 着电子技术的发展，三极管的应用领域不断扩大，对电子工程师的要求也越来 越高。
课程内容和结构
课程内容
本课程将介绍三极管的基本原理、结构、特性、参数以及应用等方面的知识。
课程结构
本课程将按照“由浅入深、循序渐进”的原则，先介绍三极管的基本概念和原理，然后逐步深入讲解三极管的特 性和应用。具体内容包括：三极管的基本原理、结构和分类；三极管的放大原理和特性；三极管的参数和选型； 三极管的应用电路和实例等。
输入特性曲线
输入特性曲线表示三极管在放 大状态下，基极电流（Ib）与 基极-发射极电压（Vbe）之
间的关系。
输入特性曲线与二极管的伏 安特性曲线类似，呈指数关
系。
当Vbe较小时，Ib几乎为零， 当Vbe超过一定值后，Ib随 Vbe的增大而迅速增大。
输出特性曲线
输出特性曲线表示三极管在放大状态下，集电极电流 （Ic）与集电极-发射极电压（Vce）之间的关系。
工业控制领域
三极管在工业控制电路中也有 着广泛的应用，如电机控制、
温度控制等。
消费电子领域
音响、电视、冰箱等消费电子 产品中也需要使用三极管进行
信号放大或电路控制。
03
三极管结构与工作原理
三极管内部结构
掺杂浓度
发射区掺杂浓度最高，基区很薄且 掺杂浓度最低，集电区掺杂浓度较 高。
PN结
三极管内部包含两个PN结，分别 是发射结和集电结。
三极管主要参数
01
02
03
电流放大系数
表示三极管对电流的放大 能力，是判断三极管放大 性能的重要参数。
极间反向电流
包括集电极-基极反向饱和 电流和集电极-发射极反向 饱和电流，反映了三极管 的截止性能。
三极管是电子电路中的重要元件，广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。随 着电子技术的发展，三极管的应用领域不断扩大，对电子工程师的要求也越来 越高。
课程内容和结构
课程内容
本课程将介绍三极管的基本原理、结构、特性、参数以及应用等方面的知识。
课程结构
本课程将按照“由浅入深、循序渐进”的原则，先介绍三极管的基本概念和原理，然后逐步深入讲解三极管的特 性和应用。具体内容包括：三极管的基本原理、结构和分类；三极管的放大原理和特性；三极管的参数和选型； 三极管的应用电路和实例等。
输入特性曲线
输入特性曲线表示三极管在放 大状态下，基极电流（Ib）与 基极-发射极电压（Vbe）之
间的关系。
输入特性曲线与二极管的伏 安特性曲线类似，呈指数关
系。
当Vbe较小时，Ib几乎为零， 当Vbe超过一定值后，Ib随 Vbe的增大而迅速增大。
输出特性曲线
输出特性曲线表示三极管在放大状态下，集电极电流 （Ic）与集电极-发射极电压（Vce）之间的关系。
工业控制领域
三极管在工业控制电路中也有 着广泛的应用，如电机控制、
温度控制等。
消费电子领域
音响、电视、冰箱等消费电子 产品中也需要使用三极管进行
信号放大或电路控制。
03
三极管结构与工作原理
三极管内部结构
掺杂浓度
发射区掺杂浓度最高，基区很薄且 掺杂浓度最低，集电区掺杂浓度较 高。
PN结
三极管内部包含两个PN结，分别 是发射结和集电结。
三极管主要参数
01
02
03
电流放大系数
表示三极管对电流的放大 能力，是判断三极管放大 性能的重要参数。
极间反向电流
包括集电极-基极反向饱和 电流和集电极-发射极反向 饱和电流，反映了三极管 的截止性能。
三极管开关电路的工作状态分析，快速判断，以及计算方法！
三极管开关电路的工作状态分析，快速判断，以及计算方法！一、三极管的工作状态分析三极管有三个工作区域，分别是：截止区：基极电压小于开启电压（0.6~0.7V）或基极电路小于开启电流，供应不足；饱和区：注入基极的电流不断聚集，超过了需求量，供大于求；放大区：介于截止和饱和区之间的一个阶段，注入基极的电流不断上升，对应的集电极电流成比例（三极管的放大倍数）增加，供需平衡。
图1.1、典型的NPN三极管开关电路如图1.1，三极管的放大倍数为A,则Ic=A*Ib，然后Vout=Vcc-Ic*R3。
当Ib持续增加，Ic会成比例(A*Ib)增加，然后Vout=(Vcc-Ic*R3)会持续地减小，此时三极管处于放大区。
显然，Vout的减小是有一个下限的，这个下限是三极管的Vce的饱和值（Vce_sat），一般在0.2V 左右。
总之，Ib增大到一定数值之后，Ic不会再增加，Vout会被限制在Vce_sat处，此时三极管处于饱和区。
当三极管可以在饱和区和截止区之间自由切换，那么这个三极管电路可以作为一个数字开关来使用。
图 1.1，是一个典型的三极管开关电路，R1=20Kohm,R2=10Kohm,R3=10Kohm,U1=BC847C。
图1.2、典型的NPN三极管开关电路基于图1.2，为了测试开关电路的开关特性，在输入端注入三角波，然后可以得到其中的控制逻辑关系如图1.3所示。
图1.3、三极管开关电路的逻辑关系如果将R1由20Kohm增大到150Kohm，电路的特性发生了很大变化，虽然还能实现开关，但是开关过程已经变得不再干脆，显得“粘滞”。
图1.4、增大R1=150Kohm之后的三极管电路继续增大R1至160Kohm之后，情况进一步恶化，已经无法达到开关的目的了，如图1.5所示。
图1.5、增大R1=160Kohm之后的三极管电路由此可见，R1就像一个阀门，如果三极管的目的是被用作数字开关使用，那么阀门的开口必须足够大。
三极管教学课件ppt
由引脚电压判断三极管管脚和工作状态
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止 饱和
正向 反向 正向
反向 反向 正向
1、无正向导通电压的处在截止状态 2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和 3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极 例1-5 NPN:(2) 0.3V,0.3V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V
三极管状态电流判断条件说明
1、当IB、IC均已知时： （1）当IB=IC/β时，三极管处于放大状态 （2）当IB>IC/β时，三极管处于 饱和状态 （3）当IB=IC=0时，三极管处于放大状态 2、当只有IB已知时： 硅0.7V锗0.2V （1）当0<IB<IBS=(UCC-UCES)/(βRC) ≈UCC/(β RC)时，三极管 处于放大状态 （2）当IB>IBS时，三极管处于饱和状态 3、当只有IC已知时： （1）当UCE=UCC-ICRC>UCES时，三极管处于放大状态 （2）当0<UCE≤UCES时，三极管处于饱和状态
三极管状态电流判断条件说明
思考：射极加上电阻后的IBS变化吗？如变化如何变化？ 射极无电阻时： UCE=UCC-ICRC 射极有电阻时： UCE=UCC-ICRC-IERE ≈UCC-IC(RC+RE) 则此时的IBS=(UCCUCES)/β(RC+RE)≈UCC/β(RC+ RE)
c
Rc UCE
放大 截止 饱和
正向 反向 正向
反向 反向 正向
1、无正向导通电压的处在截止状态 例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V,3V (2) 0.3V,0.3V,1V (3)2V,5V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V (2) -3V,-0.2V,0V (3)1V,1.2V,-2V
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汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日
8
2020年9月28日
4
三极管处于放大状态时的电位关系
江 IB
阴 学 院
IC IB
IE
VC
2020年9月28日
VB VE NPN
IC
IE
VE
VB
VC PNP 5
三极管处于饱和状态时的电位关系
江 阴
IB
学
院
IC
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2020年9月28日
VB VC VE
NPN
IC
VE
VC
IE
VB
PNP 6
判断以下三极管的工作状态。
江
阴 学
0.7V
院
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0.3V
0
0ห้องสมุดไป่ตู้
放大
饱和
4V 0
0
截止
2020年9月28日
7
江
演讲完毕，谢谢观看！
阴
学
院
Thank you for reading! In order to facilitate learning and use, the content of this document can be
2020年9月28日
2
三极管工作状态 判断方法：
RB
江
+
阴 学 院
v iB i
-
VCC RC
+
iC
vO
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v ①当 BE
＜0.7V时，截止 ≥0.7V时，放大或饱和
2020年9月28日
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三极管工作状态 判断方法：
RB
江
+
阴
学 院
v iB i
-
VCC RC
+
iC
vO
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v ＜0时，放大
②当 BC ≥0时，饱和
江 阴
模拟电子技术
学
院
2020年9月28日
1
三极管输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
(2)
江
即： IC=IB , 且 IC = IB
阴
学 院
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0