电晶体开关原理 与 场效应管开关原理

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1、实用文案三極管開關原理與場效應管開關原理(看過就全懂了）2009-07-0602:35BJT的開關工作原理：  形象記憶法：   對三極管放大作用的理解，切記一點：能量不會無緣無故的產生，所以，三極管一定不會產生能量。它只是把電源的能量轉換成信號的能量罷了。但三極管厲害的地方在於：它可以通過小電流控制大電流。   假設三極管是個大壩，這個大壩奇怪的地方是，有兩個閥門，一個大閥門，一個小閥門。小閥門可以用人力打開，大閥門很重，人力是打不開的，只能通過小閥門的水力打開。   标准文档实用文案所以，平常的工作流程便是，每當放水的時候，人們就打開小閥門，很小的水流

2、涓涓流出，這涓涓細流衝擊大閥門的開關，大閥門隨之打開，洶湧的江水滔滔流下。   如果不停地改變小閥門開啟的大小，那麼大閥門也相應地不停改變，假若能嚴格地按比例改變，那麼，完美的控制就完成了。   在這裏，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是輸入信號。當然，如果把水流比為電流的話，會更確切，因為三極管畢竟是一個電流控制元件。   如果水流處於可調節的狀態，這種情況就是三極管中的線性放大區。   如果那個小的閥門開啟的還不夠，不能打開大閥門，這種情況就是三極管中的截止區。   如果小的閥門開啟的太大了，以至於大閥門裏放出的水流已經到了它極限的流量，這種情

3、況就是三極管中的飽和區。但是你關小小閥門的話，可以讓三極管工作狀態從飽和區返回到線性區。   如果有水流存在一個水庫中，水位太高（相應與Uce太大），導致不開閥門江水就自己衝開了，這就是二極體的反向擊穿。PN結的擊穿又有熱擊穿和電擊穿。當反向電流和反向電壓的乘積超過PN結容許的耗散功率，直至PN結過熱而燒毀，這種現象就是熱擊穿。電擊穿的過程是可逆的，當加在PN結兩端的反向電壓降低後，管子仍可以恢復原來的狀態。電擊穿又分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩類，一般兩種擊穿同時存在。電壓低於5－6V的穩壓管，齊納擊穿為主，電壓高於5－6V的穩壓管，雪崩擊穿為主。電壓在5－6

4、V标准文档实用文案之間的穩壓管，兩種擊穿程度相近，溫度係數最好，這就是為什麼許多電路使用5－6V穩壓管的原因。   在類比電路中，一般閥門是半開的，通過控制其開啟大小來決定輸出水流的大小。沒有信號的時候，水流也會流，所以，不工作的時候，也會有功耗。   而在數位電路中，閥門則處於開或是關兩個狀態。當不工作的時候，閥門是完全關閉的，沒有功耗。比如用單片機外界三極管驅動數碼管時，確實會對單片機管腳輸出電流進行一定程度的放大，從而使電流足夠大到可以驅動數碼管。但此時三極管並不工作在其特性曲線的放大區，而是工作在開關狀態（飽和區）。當單片機管腳沒有輸出時，三極管工

5、作在截止區，輸出電流約等於0。   在製造三極管時，要把發射區的N型半導體電子濃度做的很大，基區P型半導體做的很薄，當基極的電壓大於發射極電壓（矽管要大0.7V，鍺管要大0.3V）而小於集電極電壓時，這時發射區的電子進入基區，進行複合，形成Ie；但由於發射區的電子濃度很大，基區又很薄，電子就會穿過反向偏置的集電結到集電區的N型半導體裏，形成Ic；基區的空穴被複合後，基極的電壓又會進行補給，形成Ib。理論記憶法：   當BJT的發射結和集電結均為反向偏置（VBE＜0，VBC＜0），只有很小的反向漏電流IEBO和ICBO分別流過兩個結，故iB≈0，iC≈0，V

6、CE≈VCC，對應於下圖中的Ａ點。這時集電極回路中的c、e标准文档实用文案極之間近似於開路，相當於開關斷開一樣。BJT的這種工作狀態稱為截止。   當發射結和集電結均為正向偏置（VBE＞0，VBC＞0）時，調節RB，使IB=VCC/RC，則BJT工作在上圖中的C點，集電極電流iC已接近於最大值VCC/RC，由於iC受到RC的限制，它已不可能像放大區那樣隨著iB的增加而成比例地增加了，此時集電極電流達到飽和，對應的基極電流稱為基極臨界飽和電流IBS（），而集電極電流稱為集電極飽和電流ICS（VCC/RC）。此後，如果再增加基極電流，則飽和程度加深，但集電極電

7、流基本上保持在ICS不再增加，集電極電壓VCE=VCC-ICSRC=VCES=2.0-0.3V。這個電壓稱為BJT标准文档实用文案的飽和壓降，它也基本上不隨iB增加而改變。由於VCES很小，集電極回路中的c、e極之間近似於短路，相當於開關閉合一樣。BJT的這種工作狀態稱為飽和。由於BJT飽和後管壓降均為0.3V，而發射結偏壓為0.7V，因此飽和後集電結為正向偏置，即BJT飽和時集電結和發射結均處於正向偏置，這是判斷BJT工作在飽和狀態的重要依據。下圖示出了ＮＰＮ型BJT飽和時各電極電壓的典型資料。   由此可見BJT相當於一個由基極電流所控制的無觸點開關。

8、三極管處於放大狀態還是開關狀態要看給三極管基極加的電流Ib（偏流）