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晶体管配置
当晶体管连接到电路中时,需要四个端子或引线或管脚,输入和输出各两个。众所周知,晶体管只有三个端子,这种情况可以通过使一个端子同时作为输入和输出部分的公共端来克服。因此,晶体管可以按以下三种配置连接:
- 共基极配置
- 共发射极配置
- 共集电极配置
以下是关于晶体管工作的一些重要事项。
晶体管可以在三个区域工作,即放大区、饱和区和截止区。
当晶体管在放大区工作时,基极-发射极结正向偏置,集电极-基极结反向偏置。
当晶体管在饱和区工作时,基极-发射极结正向偏置,集电极-基极结也正向偏置。
当晶体管在截止区工作时,基极-发射极结和集电极-基极结都反向偏置。
晶体管配置比较
下表显示了晶体管配置的比较。
特性 | 共发射极 | 共基极 | 共集电极 |
---|---|---|---|
电流增益 | 高 | 无 | 相当大 |
应用 | 音频频率 | 高频 | 阻抗匹配 |
输入电阻 | 低 | 低 | 很高 |
输出电阻 | 高 | 很高 | 低 |
电压增益 | 约500 | 约150 | 小于1 |
晶体管的优点和缺点
下表列出了晶体管的优点和缺点。
优点 | 缺点 |
---|---|
低电源电压 | 温度依赖性 |
高电压增益 | 低功耗 |
体积小 | 低输入阻抗 |
电流放大系数 (α)
在恒定的集电极-基极电压Vcb下,集电极电流变化量与发射极电流变化量的比率称为电流放大系数‘α’。它可以表示为
$\alpha = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_E}$ 在恒定VCB下
很明显,电流放大系数小于1,并且它与基极电流成反比,考虑到基极是轻掺杂和薄的。
基极电流放大系数 (β)
它是集电极电流变化量与基极电流变化量的比率。基极电流的小变化会导致集电极电流发生非常大的变化。因此,晶体管能够获得电流增益。它可以表示为
$$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$$}
晶体管作为放大器
下图显示负载电阻 (RL) 与集电极电源电压 (Vcc) 串联。发射极和基极之间的微小电压变化ΔVi会导致相对较大的发射极电流变化ΔIE。
我们用符号“a”定义这个电流变化的分数——它被收集并通过RL。负载电阻上的输出电压变化ΔVo = a'RL ΔIE可能是输入电压ΔVI变化的许多倍。在这种情况下,电压放大倍数A == VO/ΔVI将大于1,晶体管充当放大器。
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