三极管电极间的电流关系

简介：
本文章主要探讨三极管各电极间电流的关系及其影响因素，并深入分析在不同工作状态下三极管的电流特性。 三极管是电子电路中的关键元件之一，它具有放大和开关的功能。这种器件由三个电极组成：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。根据不同的连接方式，可以将三极管的工作模式分为共发射极、共集电极以及共基极三种组态。 1. **共发射极接法**：在这种配置中，发射极为公共端子。通常这种结构用于放大电路，因为它的电流增益最大。其电流关系表示为IC = IE + ICBO（其中IC是集电极的电流，IE是发射极的电流，而ICBO是指穿透电流）。当三极管处于放大状态时，基极电流Ib的变化会导致集电极电流Ic相应地线性变化，这是因为IC = β * Ib（β表示的是增益系数）。若基极电流增大到一定值后，三极管将进入饱和区，在该状态下即使继续增加基极电流，集电极的输出电流也不会再有显著的变化。 2. **共集电极接法**：在这种配置中，公共端子是集电极。这种结构下的三极管具有电压跟随特性，因为它的输出电压vCE基本上等于输入电压vBE减去一个很小的压降值。此接法中的电流关系为IE = IB + IC，并且集电极电流IC基本等同于发射极电流IE，因此该配置常用于缓冲器或电压跟随电路。 3. **共基极接法**：在这种结构中，公共端子是基极。这种连接方式下的三极管其直流增益系数通常表示为α（即ICN/IE），其中ICN指的是不考虑基极电流的集电极电流值。该值接近于1但略小。 在特性曲线图上，共发射极接法展示了输入电流iB与输出电流iC以及输入电压vBE和输出电压vCE之间的关系。这些曲线揭示了三极管如何从截止状态（低IC）过渡到线性放大区再到饱和状态（高IC且基本不变）。这种转变依赖于基极直流偏置Ib的设定值。在没有适当的直流偏置的情况下，当信号为正弦波时可能会导致严重的失真现象。 理解三极管各电极间的电流关系是设计和分析模拟电路的基础。选择正确的连接方式以及正确设置基极偏置电流能确保器件在放大或开关应用中的性能符合预期，并且能够避免输出的非线性及保证系统的稳定运行。