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  • 三極管工作過程動圖解析
    • 發(fā)布時間:2020-10-16 17:46:26
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    三極管工作過程動圖解析
    三極管工作過程
    三極管的電流放大作用應(yīng)該算是模擬電路里面的一個難點(diǎn)內(nèi)容,我想用這幾個動畫簡單的解釋下為什么小電流Ib能控制大電流Ic的大小,以及放大電路的原理。
    我這里的三極管也叫雙極型晶體管,模電的放大電路和數(shù)電的簡單邏輯電路里面都會用到。有集電極c、基極b、發(fā)射極e、以及兩個PN結(jié):集電結(jié)和發(fā)射結(jié)。集電極面積比較大,基極厚度薄而且載流子濃度比較低。下圖是個NPN型的三極管:
    三極管工作過程
    當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏時,電荷分布會發(fā)生變化,發(fā)射結(jié)寬度會變窄;相當(dāng)于給電子打開了一扇e到b的大門
    集電結(jié)反偏時,電荷分布會也發(fā)生變化,集電結(jié)寬度會變寬。相當(dāng)于打開了阻礙電子從c級跑出去的大門,如下方動畫所示:
    三極管工作過程
    b級會接一個大電阻RB限制電流Ib的大小,跑到b極的那些多余的電子就只好穿越集電結(jié),形成電流Ic,如下方動畫所示:
    三極管工作過程
    如果基極電壓翻倍,電荷分布會繼續(xù)發(fā)生變化,發(fā)射結(jié)寬度會變得更窄,這扇大門變得更寬了,將會有更多的電子跑到b級。如下方動畫所示:
    三極管工作過程
    由于RB是大電阻,Ib就算翻倍了也還是很小,所以更多的電子會穿越集電結(jié),讓Ic也翻倍。如下方動畫所示:
    三極管工作過程
    兩個直流電源是可以合并到一起的,再加上小信號ui和兩個電容,就得到了放大電路,如下圖所示:
    三極管工作過程
    如果電阻大小合適,這個放大電路能夠?qū)⑿⌒盘杣i放大成相位相反的大信號uCE,如下方動畫所示:
    紅色為輸入端,ui的變化會影響UBE,把發(fā)射結(jié)看成一個小電阻,紅色的Q點(diǎn)就會沿黑線運(yùn)動,然后畫出iB的圖像;
    根據(jù)iC=βiB,畫出iC的圖像,縱坐標(biāo)從μA變成了mA;
    而輸出端有UCE=UCC-ICRC,當(dāng)UCC、RC不變時,UCE與IC反相。
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