第十一节 半导体电路基础--三极管(二)

# 目录

# 11.1 从一种三极管电路开始

相信大部分同学对此三极管的特性是迷糊的,如下图

放大、饱和、截止特性图

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实际上作者觉得上图就是反人类的:)

一个焦点的知识还没有分析清楚,我们从上图能看到多少知识点?

1、饱和区是什么?这部分面积的真正含义是什么? 2、放大区是什么?这部分面积的真正含义是什么? 3、截止区是什么?这部分面积的真正含义是什么? 4、Ib Uce/v Ic/mA 又是什么? 5、80uA 40uA这两根线是是怎么来的?

我想我们教授知识不能仅仅给10%的聪明学生看,而是起码涵盖到60%中等的学生。也就是80%的学生能够看懂才能达到一定的传道授业解惑的目标。

好学生还需要我们教吗?

看下图

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三极管的CE极可以看成一个可改变大小的电阻R2(可调电阻)

我们知道三极管一个基本特性 b极电流大 ce极电流就大 b极电流小,ce间电流就小

R2上的电压怎么算(c点电压)? 这就是基本的分压公式。

Vce 代表CE间的电压,也就是R2上的电压,也就是C点的电压(因为E直接接地了)

Vce = Vcc*R2/(R2+R1)

这个公式难理解?

串联电阻分压 R2+R1 是总电阻,R2占总电阻的比例是R2/(R2+R1),

因为 电压比=电阻比

所以 总电压/R2分得得电压 = 总电阻/R2

因为 Vcc/Vce = (R2+R1)/R2

所以 Vce = Vcc*R2/(R2+R1)

关键是看变化,中国学生习惯了列公式,但是公式反映出得是固定得模式,反应不出变化。

所以折线图、面积图、雷达图等等可以反映出变化。

我们一般是把折线图、面积图直接给出,但是忘了折线图得绘制过程给同学们展示出来,我觉得这就是导致难于理解的根源。

费曼说过,要想学会一样东西,最好得方法是把它做出来!

首先我们打开excel表格

VCC 输入一列 都是5V R1 输入 都是1000 = 1K R2 输入 算个公式 每一行+500 R2/(R2+R1) 作为一列 ....

最后得到下图

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然后我们根据这组数据,做出图表

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R2这个代表CE极之间得电阻就反映出了,为什么b极电压与C点电压成反向变化,C点电压和电流成反向变化。

也就是我们常说的

b极电流大 CE极电流大 C极电压反而减小

b极电压大了 b极电流大 CE电流增大,C点电压减小

b与c之间电压成反向变化,电流成正向变化

只要把CE看成一个可变电阻一目了然。

# 11.2 放大、截止、饱和到底怎么回事

b极电流大小改变了 CE间的电阻,也就是管道的大小 相应的改变了电流的大小,但是因为R1 已经限制了电流

所以电流最大也不会超过 Vcc/R1 当R2最大时 电流最小

我们这节课解决一个关键问题,就是为什么CE间电流大了,反而C点电压还小了,就是因为CE间电阻变小了,导致压降变小。

一定记得核心是,b极电流增大,导致CE通道变大,电阻变小,根据分压公式算出来,C点电位下降,CE间电压减小

能量不能凭空消失,电流*电压是能量,VCC和R1、R2共同决定了能够提供给CE管道的能量,当管道变大时,VCC/(R1+R2)是总电流。

但是R2阻值变得太大时,总电流变小,流过R2的电流忽略不计,R2上端R1下端承受了无穷的压力(不能大过电源电压VCC,最高是VCC),这个时候就是三极管截止,也就是R2大到一定程度时,电流不流动了,三极管处于截止区

当R2阻值变小,R2逐渐向0变化,总电流=Vcc/(R2+R1)变大,总电流最大不能超过Vcc/R1, 当电流大到一定程度,b极电流已经不能正比例反映出和CE极之间电流的关系,这时候就已经处于饱和区了。

R2 阻值在一定范围内,b极电流正好和ce极电流成倍数关系,也就是所谓的Ib=βIc 这个时候三极管正好工作在放大区

那么核心是什么就是CE极之间的阻抗,也就是类比于可调电阻R2的阻抗变化就决定了三极管工作在那种状态,也就是放大、饱和、截止的三极管的三种工作状态!


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文中所有论点、结论皆根据作者经历经验总结,限于知识结构、层次、经历局限性,必然有不少偏颇,甚至部分内容偏激,作者所有的文章也是试错的过程,欢迎批评斧正,如有不同意见或建议,请与讨论区提出讨论,致谢!

Last Updated: 10/29/2022, 11:18:44 AM