三极管工作原理

只看该作者 · 2010-1-20 21:10

三极管工作原理
三极管原理

对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量，。
但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流
放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。
假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。
所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。
如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。
在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。
如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。
饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。
在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。
而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。

你后面的那些关于饱和区、截止区的比喻描述的有点问题，但是你肯定是知道这些原理的，呵呵。
引用你的比喻，我修改一下吧：
截止区：应该是那个小的阀门开启的还不够，不能打开打阀门，这种情况是截止区。
饱和区：应该是小的阀门开启的太大了，以至于大阀门里放出的水流已经到了它极限的流量，但是你关小小阀门的话，可以让三极管工作状态从饱和区返回到线性区。
线性区：就是水流处于可调节的状态。
击穿区：比如有水流存在一个水库中，水位太高（相应与Vce太大），导致有缺口产生，水流流出。而且，随着小阀门的开启，这个击穿电压变低，就是更容易击穿了。
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
术语说明
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
一、三极管
三极管是两个PN结共居于一块半导体材料上，因为每个半导体三极管都有两个PN结，所以又称为双极结晶体管。
三极管实际就是把两个二极管同极相连。它是电流控制元件，利用基区窄小的特殊结构，通过载流子的扩散和复合，实现了基极电流对集电极电流的控制，使三极管有更强的控制能力。按照内部结构来区分，可以把三极管分为PNP管和NPN管，两只管按照一定的方式连接起来，就可以组成对管，具有更强的工作能力。如果按照三极管的功耗来区别，可以把它们分为小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管等。
二、作用与应用
三极管具有对电流信号的放大作用和开关控制作用。所以，三极管可以用来放大信号和控制电流的通断。在电源、信号处理等地方都可以看到三极管，集成电路也是由许多三极管按照一定的电路形式连接起来，具有某些用途的元件。三极管是最重要的电流放大元件。
三、三极管的重要参数
1、β值
β值是三极管最重要的参数，因为β值描述的是三极管对电流信号放大能力的大小。β值越高，对小信号的放大能力越强，反之亦然；但β值不能做得很大，因为太大，三极管的性能不太稳定，通常β值应该选择30至80为宜。一般来说，三极管的β值不是一个特定的指，它一般伴随着元件的工作状态而小幅度地改变。
2、极间反向电流
极间反向电流越小，三极管的稳定性越高。
3、三极管反向击穿特性：
三极管是由两个PN结组成的，如果反向电压超过额定数值，就会像二极管那样被击穿，使性能下降或永久损坏。
4、工作频率
三极管的β值只是在一定的工作频率范围内才保持不变，如果超过频率范围，它们就会随着频率的升高而急剧下降。
四、分类
按放大原理的不同，三极管分为双极性三极管(BJT,Bipolar Junction Transistor )和单极性（MOS/MES型: Metal-Oxide-Semiconductor or MEtal Semiconductor）三极管。BJT中有两种载流子参与导电，而在MOS型中只有一种载流子导电。BJT一般是电流控制器件，而MOS型一般是电压控制器件。