三极管

5.3.2 晶体管的电流放大原理

1.工作电压

要是晶体管起放大作用，必须外接直流工作电源。外接电源应使三极管的发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。如图5-24（a）、（b）所示为NPN和PNP型晶体管电路的双电源接法。采用双电源供电，在实际使用中很不方便，这时可将两个电源合并成一个电源UCC，再将Rb阻值增大并改接到UCC上。

（a）NPN型管电源接法 （b）PNP型管电源接法

图5-24 晶体管的电源接法

2.放大原理

下面以NPN型晶体管为例讨论晶体管的电流放大原理。

　　如图5-24所示，当发射结处于正向偏置，发射区的大量电子因扩散运动而越过发射结进入基区。同时基区的空穴也会向发射区扩散，但是数量很少，可以忽略。所以发射极电流IE主要是由发射区电子扩散运动形成的。

图5-24 晶体管内部载流子运动示意图

电子进入基区后，有少数与基区的空穴复合，为了维持基区空穴数目不变，电源将不断地向基区提供空穴(实际上是抽走电子)，从而在基极形成基极电流IB。进入基区的大多数电流继续向集电极扩散，在集电结反向电压的作用下很容易越过集电结到达集电极，形成集电极电流IC。发射极电流IE、基极电流IB、集电极电流IC的关系是

IE=IB+IC (5-1)

5.3.3 三极管的特性

晶体管的特性曲线分为输入特性和输出特性曲线。

　　用晶体管组成电路时，信号从一个电极输入，从另一个电极输出，第三个极作为公共端。因为可以选用不同的电极作为公共端，所以晶体管电路就有共发射极、共基极和共集电极三种不同的接法，如图5-25所示。这里以共发射极接法为例讨论电路的输入和输出特性曲线。

（a）共发射极接法 （b）共基极接法 （c）共集电极接法

图5-25 晶体管的三种接法

1.共发射极输入特性曲线

　　输入特性曲线是指晶体管集电极与发射极之间电压UCE一定时，基极电流IB与基极、发射极之间电压UBE的关系曲线，即

IB=f（UBE）UCE=常数 （5-3）

　　当UCE=0 (C、E极短接)，发射结和集电结相当于两个正向接法的二极管相并联，这时得到的特性曲线和二极管的正向伏安曲线很相似，如图5-26(a)所示。当UCE≠0时，曲线将向右移。这是因为集电结加反向电压后，集电结吸引电子的能力增强，使得从发射区进入基区的电子更多地流向集电区，所以在相同的UBE下IB要减小，曲线也就相应地向右移动了。

　　从输入特性曲线可以看出，只有当发射结电压UBE大于死区电压时，输入回路才会产生电流IB，通常硅管死区电压为0.5 V，锗管为0.1 V。当晶体管导通后，其发射结电压与二极管的管压降相同，硅管电压为0.6～0.7 V，锗管电压为0.2～0.3 V。

（a）输入特性 （b）输出特性

图5-26 晶体管的特性曲线

5.4 晶体管基本放大电路

三极管的主要用途之一就是利用其放大作用组成放大电路，实现将微弱电信号放大的功能，以驱动大功率的负载工作，如使扬声器发声、电动机旋转、使继电器动作、使仪表偏转等。

放大电路在生产实践与科学研究中的应用十分广泛，已经成为电子电路中常见的基本单元。随着电子技术的发展，集成放大电路占了主导地位，分立元件放大电路在实际应用中已不多见。虽然如此，但分立元件放大电路是所有模拟集成电路的基本单元。对初学者来说，从分立元件放大电路入手，掌握一些放大电路的基本概念是十分必要的。

在放大电路中，三极管有共发射极、共集电极和共基极三种接法，即三种组态。

相应地放大电路有三种：共发射极电路、共集电极电路和共基极电路。