目录
区分极性
不同封装引脚辨认
基本电流关系
输出伏安特性
阻容耦合放大电路
晶体管的工作状态
三极管的主要参数
判断三极管的工作状态
估算法
图解法
基本放大电路
晶体三极管是一种 电流控电流 的元器件。
区分极性
除基极外，带箭头是发射极，不带则是集电极。箭头朝外是 NPN，指向里面是 PNP.
不同封装引脚辨认
基本电流关系
三极管电流方向依托于发射级电流方向。
- NPN：发射级流出，所以基极和集电极都是流入。
- PNP：发射级流入，所以基极和集电极都是流出。
规律：
- 满足基尔霍夫电流定律 iB+iC=iE
- 处于放大状态下，集电极电流只受控于基极电流（iC=βiB），与集电极发射极间的电压无关。
- 基极与发射极导通时，分压值 UBE 约为 0.7V
所以三极管就是一个受控电流源，由小电流 iB 去控大电流 iC，取决于晶体管恒定的放大倍数 β。
所以，iE=(1+β)iB=1+ββ·iC
输出伏安特性
如图，三极管的输出伏安特性分以下几个区域：
- 放大区：在此区域内，晶体管的 iC 几乎不随 uCE 变化，近似满足 iC=βiB。
- 饱和区：在此区域内，晶体管的 iC 随着 uCE 增大而增大。一般认为当 uCE 小于饱和压降 UCES（一般为 0.3 V）时，晶体管工作在饱和区。
- 截止区：即 IB=0 的那根曲线。但此时 iC 并不为 0，因为存在与 uCE 相关的漏电流。截止区代表晶体管处于几乎没有任何电流进出的状态，近似于完全关闭。
如果我们想用数学公式描述伏安特性，那么需要将曲线简化一下：
简化后，可以这么认为：
- 放大区：满足 iC=βiB，与 uCE 无关。
- 饱和区：iC 随着 uCE 增大而增大，近似为线性。
- UCES 垂直线：饱和区与放大区的分界线。
阻容耦合放大电路
晶体管的工作状态
- 截止状态
- 指基极未产生明显电流（IBQ 非常小导致 ICQ 也很小），集电极与发射极之间相当于开路。
- IBQ=0,ICQ=0,IEQ=IBQ+ICQ=0。发射结零偏 / 反偏、集电结反偏。
- 放大状态
- 指晶体管处于 IBQ 合适，且满足 ICQ=βIBQ,IEQ=(1+β)IBQ,IBQ=VCC−UBERB
- 发射结正偏、集电结反偏。
- 这是模电最常用的状态。
- 饱和状态
- ICQ<βIBQ，但还是随 UCEQ 变化。IBQ 和 ICQ 都很大，ICQ 已经不完全受 IBQ 控制，且 UCEQ 所占的电压很小。
- 只要 UCEQ<UCES，就进入饱和状态。此时，再增加 IBQ，ICQ 也几乎不再增加。
- 发射结正偏、集电结正偏。
- 在模电中应该避免进入饱和状态，而在数电中则期望进入饱和或截至状态。
- 倒置状态
- 集电极和发射极接反了。虽然也不是不能用，但是会造成 β 下降严重。
- 饱和状态就好比水龙头打开了，但水箱里没水，此时就是有多少水来多少水。
- 发射结反偏，集电结正偏。
判断工作状态有三种方法，分别是估算法、函数求解法、图解法。估算法的核心是假设 UBEQ 约等于 0.7 V，但有误差（电压越大误差越小）；函数求解法必须知道输入、输出伏安特性的数学表达式，通过方程求解，一般不会用到；图解法的核心是用伏安特性图和另一直线的交点，求解静态工作点的位置，然后目测结果。
三极管的主要参数
- 电流放大系数 β：一般为 10-100 倍，但在应用中取 30-80 倍为宜（太小放大不明显，太大工作不稳定）。
- 集电极最大允许电流 ICM：超过可能导致烧坏。
- 集电极最大允许功耗 PCM
- 集电极发射极间反向击穿电压 VCEO
判断三极管的工作状态
估算法
其中的 估算静态工作点，即用简单的方法大致估算出晶体管电路的静态（各支路电流、各节点电位），核心就是假设 UBEQ 约等于 0.7 V（一般要算出 ICQ 和 UCEQ），具体步骤如下：
- 根据 UBEQ=0.7V，算出 IBQ
- 假设处于放大状态，即 ICQ=βIBQ，求解出 UCEQ
- 此时如果 UCEQ>=0.3V，则假设成立，晶体管处于放大状态，ICQ 与 UCEQ 为所求。
- 如果 UCEQ<0.3V，则假设不成立，晶体管处于饱和状态。
图解法
图解法的核心，是用伏安特性图和另一直线的交点，求解静态工作点的位置，然后目测结果。
基本放大电路
如图，各部分的作用：
- C1/C2：隔直通交。排除 UCC 的影响。取值几微法到几十微法。
- UCC：为电路功能；提供合适的静态工作点。
- RB：提供合适的 IB，取值一般为几十欧到几百千欧。
- RC：取值几千欧到几十千欧。
分析：
- 总基极电压 UBE=UBEQ+ui
- 总基极电流 iB=IBQ+ib
- 总集电极电流 iC=ICQ+ic
- 总的 uCE=VCC−iCRC=VCC−(ICQ+ic)R=UCEQ+(−iCRC)
此电路的不足：虽结构简单，但静态工作点不稳定，受各元器件影响大。
