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三张图搞懂三极管的三种状态资料下载
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2021-04-06
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模拟电路非常重要,模拟电路的三极管的应用是重中之重,能正确理解三极管的放大区、饱和区、截止区是理解三极管的标志。
很多初学者都会认为三极管是两个 PN 结的简单凑合，如下图：
这种想法是错误的，两个二极管的组合不能形成一个三极管，我们以 NPN 型三极管为例，如下图：
两个 PN 结共用了一个 P 区（也称基区），基区做得极薄，只有几微米到几十微米，正是靠着它把两个 PN 结有机地结合成一个不可分割的整体，它们之间存在着相互联系和相互影响，使三极管完全不同于两个单独的 PN 结的特性。三极管在外加电压的作用下，形成基极电流、集电极电流和发射极电流，成为电流放大器件。
三极管的电流放大作用与其物理结构有关，三极管内部进行的物理过程是十分复杂的，初学者暂时不必去深入探讨。从应用的角度来讲，可以把三极管看作是一个电流分配器。一个三极管制成后，它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了，如下图所示：
β 和 α 称为三极管的电流分配系数，其中 β 值大家比较熟悉，都管它叫电流放大系数。三个电流中，有一个电流发生变化，另外两个电流也会随着按比例地变化。例如，基极电流的变化量 ΔI b ＝ 10 μA ， β ＝ 50 ，根据 ΔI c ＝ βΔI b的关系式，集电极电流的变化量 ΔI c ＝ 50×10 ＝ 500μA ，实现了电流放大。
三极管自身并不能把小电流变成大电流，它仅仅起着一种控制作用，控制着电路里的电源，按确定的比例向三极管提供 I b 、 I c 和 I e 这三个电流。为了容易理解，我们还是用水流比喻电流，如下图所示：
这是粗、细两根水管，粗的管子内装有闸门，这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。如果细管子中没有水流，粗管子中的闸门就会关闭。注入细管子中的水量越大，闸门就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小控制大，以弱控制强”的道理。由图可见，细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极 e 就对应着图中的细管、粗管和粗细交汇的管子。如下图所示：
若给三极管外加一定的电压，就会产生电流 Ib 、 I c 和 I e 。调节电位器 RP 改变基极电流 I b ， I c也随之变化。由于 I c ＝ βI b ，所以很小的 I b 控制着比它大 β 倍的 I c。I c 不是由三极管产生的，是由电源 V CC 在 I b 的控制下提供的，所以说三极管起着能量转换作用。
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