> 晶体管四种工作状态:放大、饱和、截止、倒置

> 静态分析:定量分析晶体管处于何种工作状态


注意:不安全区暂时不用关注,倒置状态暂时也可以不关注

放大区:之所以称为放大区,因为在这个区域,iB 与iC满足放大beta倍的关系,这是表面现象;所谓的正偏/反偏是发射结和集电结(都是PN结)的偏置情况

(1)以NPN为例,晶体管的基极和发射极之间是一个PN结(B -> E),当Vb > Ve时,内部PN结就正偏(PN结内部的内电场被削弱,多子的漂移运动加强,电子和空穴流动的更加欢畅,类似导通),由于是双极型器件,所以内部的载流子是自由电子和空穴,正偏时,电流方向B>E,自由电子运动方向为E>B

(2)晶体管的基极和集电极之间是一个PN结(B -> C),当Vc > Vb时,内部PN结就反偏(PN结的内电场被加强,少子的漂移运动加强),内部载流子之电子的运动方向是B>C,此时发现电子的运动方向:E>B>C

(3) 而当Vb增大到一定程度,到Vb > Vc时,基极对集电极的PN结就正偏了,载流子之电子的运动方向变为C>B,这个和从发射极发来的电子运动形成的电流有抵消,BJT也就逐步趋于饱和,Ic与Ib不构成放大关系

(4)如果将晶体管输出端的发射极和集电极之间等效为一个动态电阻,则处于放大区时,动态电阻较小;而进入饱和区后,动态电阻变的很大,所以Ic就很小。

饱和状态需要记住的关键点:【21/12/16更新】

(1)UCEQ < UCES(估算时,为0.3v), 晶体管进入饱和状态;

(2)发射结和集电结 都正偏,进入饱和状态;

(3)进入饱和状态,ICQ < βIBQ,即不满足β倍的放大关系;饱和不饱和与ICQ的大小无关。


如何判断电路是否处于放大结构?(NPN与PNP,符号中有个小箭头,期望电流方向)

放大结构判断,两个举例练习(自行判断)不做详注(带红色箭头的都不是放大结构)

判断工作状态的流程

静态工作点判断的步骤

静态工作点的举例

【21/12/16更新】

假设法的本质,就是在静态电路处于未知工作状态,优先假设它处于放大区,这样就可以方便的使用β倍电流放大公式去做计算(当然,UBEQ=0.7v 也是估算的值,不能说多精确,但是用来判断工作状态足够了,而且值大差不差)==》 最后计算出UCEQ,与UCES(一般取0.3V)做比较进行判断。根据逻辑图可知,在电路是放大结构,而假设不成立时,那只能是在饱和状态了。

说白了就是一个非A即B,然后对症下药的问题。

Question:如果希望让上面的电路工作在饱和区,改动一个参数,可以怎么改?

==> 增大RC,减小RB,增大beta,减小Ec

虽然举例2 工作在饱和区,后续可以结合BJT伏安特性,计算出在饱和区时的电路静态工作点

同时,可以增加Tina的仿真,确认和理论计算结果是不是一致。

ps: 戴维宁等效,可以参考百度百科 【21/12/16更新】

开路电压 Uoc , 即上面P端不接负载,此时P点的点位,明显是一个分压,即RB2的电压

输出电阻 R0,即将Ec置0, 与GND相连接,此时整体电路中P点和GND之间就是两个电阻并联,等效电阻为并联后的电阻值

【21/12/16更新】

举例4公式解剖:将晶体管看成一个大的结点,那么IEQ = IBQ + ICQ = IBQ + βIBQ = (1+β) *IBQ

核心问题是:求出IBQ

12 V = URC + URB + UBEQ + URE = RC* βIBQ + RB* IBQ + UBEQ + RE* (1+β)IBQ

再整合下,就是下面的公式

P4 晶体管四种工作状态+静态分析【更新】相关推荐

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