晶体管工作区域
提供直流电源用于晶体管的操作。该直流电源提供给晶体管的两个 PN 结,影响这些发射极和集电极结中多数载流子的Behave。
根据我们的要求,结有正向偏置和反向偏置。正向偏压是指向 p 型材料施加正电压,向 n 型材料施加负电压的情况。反向偏压是指向 n 型材料施加正电压,向 p 型材料施加负电压的情况。
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工作在有源区、饱和区、截止区和反有源区(很少使用)四种区域。看看下表就可以理解这一点。
发射极结 | 集电极结 | 经营地区 |
---|---|---|
前向偏压 | 前向偏压 | 饱和区 |
前向偏压 | 反向偏置 | 活动区域 |
反向偏置 | 前向偏压 | 逆活性区 |
反向偏置 | 反向偏置 | 切断区域 |
在这些区域中,反向有源区域,即有源区域的反转,不适合任何应用,因此不被使用。
活动区域
这是晶体管有许多应用的领域。这也称为线性区域。晶体管位于该区域时,可以更好地充当放大器。
下面的电路图显示了工作在有源区的晶体管。
该区域位于饱和和截止之间。当发射结正向偏置且集电极结反向偏置时,晶体管工作在有源区。
在工作状态下,集电极电流为基极电流的β倍,即
$$I_C = \beta I_B$$
其中 I C = 集电极电流,β = 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果。在此工作模式下,集电极和发射极电流最大。
下图显示了工作在饱和区的晶体管。
当发射极和集电极结都正向偏置时,晶体管工作在饱和区。
在饱和模式下,
$$\beta < \frac{I_C}{I_B}$$
由于在饱和区,晶体管往往表现为闭合开关,
$$I_C = I_E$$
其中 I C = 集电极电流,I E = 发射极电流。
截止区域
这是晶体管往往表现为开路开关的区域。晶体管具有其集电极和基极打开的效果。在此工作模式下,集电极、发射极和基极电流均为零。
下图显示了工作在截止区的晶体管。
当发射极和集电极结都反向偏置时,晶体管工作在截止区。
由于在截止区,集电极电流、发射极电流和基极电流为零,我们可以写为
$$I_C = I_E = I_B = 0$$
其中 I C = 集电极电流,I E = 发射极电流,I B = 基极电流。