![Basic Electronics Tutorial](/basic_electronics/images/basic-electronics-mini-logo.jpg)
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晶体管的工作区域
晶体管的工作需要直流电源。该直流电源提供给晶体管的两个PN结,影响发射极和集电极结中多数载流子的行为。
根据我们的需求,这些结可以被正向偏置或反向偏置。**正向偏置**是指对p型材料施加正电压,对n型材料施加负电压的条件。**反向偏置**是指对n型材料施加正电压,对p型材料施加负电压的条件。
晶体管偏置
提供合适的外部直流电压称为**偏置**。对晶体管的发射极和集电极结进行正向或反向偏置。这些偏置方法使晶体管电路能够在四种区域工作,例如**放大区、饱和区、截止区**和**反向放大区**(很少使用)。通过查看下表可以理解这一点。
发射极结 | 集电极结 | 工作区域 |
---|---|---|
正向偏置 | 正向偏置 | 饱和区 |
正向偏置 | 反向偏置 | 放大区 |
反向偏置 | 正向偏置 | 反向放大区 |
反向偏置 | 反向偏置 | 截止区 |
在这些区域中,反向放大区只是放大区的反向,不适用于任何应用,因此不使用。
放大区
这是晶体管具有许多应用的区域。它也被称为**线性区域**。在该区域中,晶体管可以更好地用作**放大器**。
![Active Region](/basic_electronics/images/active_region.jpg)
该区域位于饱和区和截止区之间。当发射极结正向偏置且集电极结反向偏置时,晶体管在放大区工作。在放大状态下,集电极电流是基极电流的β倍,即:
$$I_{C}\:=\:\beta I_{B}$$
其中,
$I_{C}$ = 集电极电流
$\beta$ = 电流放大系数
$I_{B}$ = 基极电流
饱和区
这是晶体管倾向于表现为闭合开关的区域。晶体管具有集电极和发射极短路的效应。在这种工作模式下,集电极和发射极电流最大。
下图显示了一个在饱和区工作的晶体管。
![Saturation Region](/basic_electronics/images/saturation_region.jpg)
当发射极结和集电极结都正向偏置时,晶体管在饱和区工作。可以理解,在饱和区,晶体管倾向于表现为闭合开关,所以我们可以说:
$$I_{C}\:=\:I_{E}$$
其中$I_{C}$ = 集电极电流,$I_{E}$ = 发射极电流。
截止区
这是晶体管倾向于表现为开路开关的区域。晶体管具有集电极和基极断开的效应。在这种工作模式下,集电极、发射极和基极电流均为零。
下图显示了一个在截止区工作的晶体管。
![Cutoff Region](/basic_electronics/images/cutoff_region.jpg)
当发射极结和集电极结都反向偏置时,晶体管在截止区工作。在截止区,集电极电流、发射极电流和基极电流都为零,我们可以写成
$$I_{C}\:=\:I_{E}\:=\:I_{B}\:=\:0$$
其中$I_{C}$ = 集电极电流,$I_{E}$ = 发射极电流,$I_{B}$ = 基极电流。