一、很多初学者都会认为三极管是两个 PN 结的简单凑合(如图1)。这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管。我们以 NPN 型三极管为例(见图 2 ),两个 PN 结共用了一个 P 区 —— 基区,基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个 PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管xx不同于两个单独的 PN 结的特性。三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
二、三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3 ),用式子来表示就是 β 和 α 称为三极管的电流分配系数,其中 β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。例如,基极电流的变化量 ΔI b = 10 μA , β = 50 ,根据 ΔI c = βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量 ΔI c = 50×10 = 500μA ,实现了电流放大。
六、在常温下,锗管的穿透电流比较大,一般由几十微安到几百微安,硅管的穿透电流就比较小,一般只有零点几微安到几微安。 I ceo 虽然不大,却与温度有着密切的关系,它们遵循着所谓的“加倍规则”,这就是温度每升高 10℃ , I ceo 约增大一倍。例如,某锗管在常温 20℃ 时, I ceo 为 20μA ,在使用中管芯温度上升到 50℃ , I ceo 就增大到 160μA 左右。测量 I ceo 的电路很简单(图 7 ),三极管的基极开路,在集电极与发射极之间接入电源 V CC ( 6V ),串联在电路中的电流表(可用万用表中的 0.1mA 挡)所指示的电流值就是 I ceo 。
七、严格地说,三极管的 β 值不是一个不变的常数。在实际使用中,调整三极管的集电极电流 I , β 值会随着发生变化(图 8 )。一般说来,在 I c 很小(例如几十微安)或很大(即接近集电极{zd0}允电流 I CM )时, β 值都比较小,在 1mA 以上相当宽的范围内,小功率管的 β 值都比较大,所以,同学们在调试放大电路时,要确定合适的工作电流 I c ,以获得{zj0}放大状态。另外, β 值也和三极管的其它参数一样,跟温度有密切的关系。温度升高, β 值相应变大。一般温度每升高 1℃ , β 值增加 0.5 %~ 1 %。 八、三极管有一个极限参数叫集电极{zd0}允许电流,用 I CM 表示。 I CM 常称为三极管的额定电流,所以人们常常误认为超过了 I CM 值,由于过热会把管子烧坏。实际上,规定 I CM 值是为避免集电极电流太大时引起 β 值下降过多。一般把 β 值降低到它的{zd0}值一半左右时的集电极电流定为集电极{zd0}允许电流 I CM 。 九、三极管的电流放大系数 β 值还与电路的工作频率有关。在一定的频率范围内,可以认为 β 值是不随频率变化的(图 9 ),可是当频率升高到超过某一数值后, β 值就会明显下降。为了保证三极管在高频时仍然具有足够的放大能力,人们规定:当频率升高到使 β 值下降到低频( 1000Hz )值 β 0 的 0.707 倍时,所对应的频率称为 β 截止频率,用 f β 表示。 f β 就是三极管接成共发射极电路时所允许的{zg}工作频率。 三极管 β 截止频率 f β 是在三极管接成共发射极放大电路时测定的。如果三极管接成共基极电路,随着频率的升高,其电流放大系数 α ( α = I c / I e )值下降到低频( 1000Hz )值 α o 的 0.707 倍时,所对应的频率称为 α 截止频率,用 f α 表示(图 10 )。 f α 反映了三极管共基极运用时的频率限制。在三极管产品系列中,常根据 f α 的大小划分低频管和高频管。国家规定, f α < 3MHz 的为低频管, f α > 3MHz 的为高频管。
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