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为什么三极管饱和状态,集电极的电压会和电流方向相反?

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楼主: guolingho
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耦合| | 2009-9-24 13:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
电流的方向是以电子的运动方向来确定的。如果BC极的电子方向是由B到c,则电流是由c到B

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zjp8683463| | 2009-9-24 21:05 | 只看该作者
你的仿真软件的三极管模型有问题,别拿错误的仿真结果分析.
仿真用来验证不错,原理性探讨不行

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blade| | 2009-9-25 22:33 | 只看该作者
晶体管导通是Vbe=0.7V,Vce = 0.3V,你将电压表接在bc间当然Vbc<0V,但这不意味着基极电流会流向集电极。

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ghost1325| | 2010-6-28 17:12 | 只看该作者
这个问题我也一直很疑惑,找几本书以及上网都找不到这种机理的答案

从另一方面说 此问题可以这样问:以NPN型管为例,发射结电压都已经有0.7V左右 为什么饱和电压 可以小到0.3V 按说电流是从发射极流向集电极,电压是越来越高的 
不要从外电路电阻分压讲 那个能理解 但内部原因不明白 感觉很别扭啊 期待高手

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xmar| | 2010-6-28 21:27 | 只看该作者
对NPN硅晶体三极管而言:
1、“Vce=Vbe≈0.7V”,是电路的一种特殊工作状态。理论上,一般把Vce=Vbe的状态称为临界饱和,Vce<Vbe的状态则称为过饱和。当然,小功率BJT的饱和电压比大功率BJT的饱和电压要小,如小功率管可以小于0.4V,而大功率管则可以在1.0V以上。饱和压降值与三极管集电极电流大小相关,甚至于三极管所处的环境温度关系密切,但与晶体管功率容量无关。


2.三极管饱和时呈现低阻抗,类似于开关接通。理论上当Ub>0,两个PN结均为正偏。Ib=Ibs时称临界饱和;Ib>>Ibs时称过饱和。Ibs为临界饱和基极电流,Ics为临界饱和集电极电流。Ibs=Ics/β。由于Ics≈Vcc/Rc;所以Ibs≈Vcc/βRc。
实际饱和条件:   a. 两个PN结正偏。
                        b. Ib=Vcc/βRc临界饱和;Ib>>Vcc/βRc过饱和,

3. 随着晶体管的饱和,其集电极电压已经不等于集电极的电源电压,而是近似的等于发射极电压(可能略高于发射极0.1伏,视管子的饱和压降不同而不同).(Vcc不是Vc)集电结正偏,意思为: 集电极电压已经低于基电极电压.而基极电压因为PN结的箝位,存在不高于0.7V的势垒电压。根据基尔霍夫定理,在结点不可能有电荷堆积,流入晶体管的电流等于从晶体管流出的电流.这时,发射极电压最低,基极电压最高,集电极次之.基极电流是流入的,集电极电流也是流入的,只有发射极电流是流出的.即:不会有从基极到集电极的电流!

4. 从三极管结构来讲:在正向的Vbe电场作用下,发射极的电子注入基区,再扩散到集电结边缘。三极管未饱和时,集电结反偏的电压会把边缘的电子立刻吸引到集电极。可是当电流Ib逐渐增加,Ic也增加,扩散到集电结边缘的电子越来越多,电子浓度不断增加,集电结反偏势垒Vcb就会越来越小。当Ic大到使Vcb为0时,管子进入饱和,就不再有电场吸引这些结边缘的电子了,电子只能是扩散到集电极。当Ic再增加时,Vcb<0(Vb=0.7V,Vc=0.3V),此时集电结就正偏了,会阻碍电子扩散了,但因为基区电子浓度太大了,电子继续扩散到集电极,能够满足Ic大小的要求。注意:Vcb<0集电结正偏并不是三极管外部电场导致的结果,而是由于基区的电子浓度远大于集电区由电子扩散所造成的!
注:扩散,全称分子扩散。在浓度差或其他推动力的作用下,由于分子、原子等的热运动所引起的物质在空间的迁移现象,是质量传递的一种基本方式。以浓度差为推动力的扩散,即物质组分从高浓度区向低浓度区的迁移,是自然界和工程上最普遍的扩散现象;以温度差为推动力的扩散称为热扩散;在电场、磁场等外力作用下发生的扩散,则称为强制扩散。

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QuakeGod| | 2010-6-29 02:35 | 只看该作者
晕,说了半天,简单一句话,
楼主说错了,并没有集电极到基极的电流,集电极的电流直接流向了发射极。
倒是有基极到发射极的电流。

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xuyiyi| | 2010-6-29 06:48 | 只看该作者
要怎样才能确认NPN管饱和之后有一个电流从C极进去而从B极流出?
chunk 发表于 2009-9-24 12:58


任何时候,无论导通,饱和还是截止,NPN管的电流流向都不会从C极进去而从B极流出!

电流流向都是从C极进去而从E极流出!

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ghost1325| | 2010-6-29 08:17 | 只看该作者
问题越讨论越明

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batloveshan| | 2010-6-29 09:08 | 只看该作者
学习了…呵呵…都讲得挺深入的

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sheriff| | 2010-6-29 09:45 | 只看该作者
集电极电流是由基区的非平衡少子(电子)在B、C的PN结的耗尽层形成的电场作用下漂移形成的,在饱和的情况下,虽然集电结正偏,但其压降不会大于PN结的导通压降,PN结之间的耗尽层虽然较薄,但仍存在,所以BC间耗尽层仍能把基区的非平衡少子吸引过来,形成集电极电流。

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a200556220407| | 2010-6-29 10:07 | 只看该作者
NPN饱和时,基区吸收大量从发射区扩散的电子,形成大电流Ib,基区电压高于集电极区,Vbc>0,集电极区电压不足以将扩散到基区的电子全部吸收,此时Ic<b*Ib,就是说集电区电压全部用上,也不能全部把电子吸收完,这时如果增加集电区电压,吸收能力增强,当Vbc<0时,电压足以将电子吸收完,这时就是放大状态。

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hulx| | 2010-6-30 08:00 | 只看该作者
双极型三极管是电流控制器件,控制极就是基极。对于NPN管,在放大区和饱和区内,基极流入一个很小的电流,使得C=>E有一个大的电流。
楼主仿真没有问题,是理解上的误区。
把三极管看成是一个节点,那么Ie(流出)=Ib(流入)+Ic(流入) ,在你的仿真图上就是HMM3=HMM1+HMM2。HMM4为负值不代表基极电流流向了集电极,别忘了三极管有三个极,集电极也是流入端,都流向了发射极。
很多人听说过那个智力题,说有3个人去住店,店费30元,每人出10元,老板拿钱后对伙计说优惠他们5元,但是伙计只退了他们每人1元,留下2元,那么每人出了9元: 9X3=27元 加上伙计拿了2元 27+2=29元,问那1元哪去了。27(客人付)=25(老板收)+2(活计收)才对,27+2算怎么回事呢?

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sxdxy| | 2010-6-30 17:26 | 只看该作者
你应该问为什么集电结正偏时三极管出于饱和状态。

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李冬发| | 2010-6-30 21:59 | 只看该作者
本帖最后由 李冬发 于 2010-7-1 13:22 编辑
楼上,但是此时电流确实是 C->B,而电压确实 B > C(正偏)啊。怎么一致了呢?:)
guolingho 发表于 2009-9-23 11:44

你把引脚上的电压与基区上的电压弄混了吧。

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六月的雨| | 2010-7-1 12:45 | 只看该作者
三极管被简化为背靠背的pn结是为了好记,但是内部还是有复杂构造的。电流从集电极流入三极管,不是线性的从B流出的,当做黑盒记住就可以了(如果不去设计ic的话),呵呵

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