三极管截止、放大、饱和三种工作状态

我们以阻抗的思路来理解三极管截止、放大、饱和三个工作状态的实质：

①截止状态实质就是b极电流小到使ce极阻抗为高阻抗;

②放大状态实质就是b极电流在合适范围内变化使ce极阻抗也发生变化;

③饱和状态实质就是b极电流大到使ce阻抗为最低阻抗。

通过以下实验告诉你为什么?

三极管b极电流的变化对ce极的阻抗有什么影响?以NPN三极管(2SC1008)为例，如图1所示连接电路。注意三极管的c极没有加电源哦。

图1,：NPN三极管测试电路

如图2：稳压源1--5.5V范围调节，另外电位器0--500k范围调节。

图2：稳压源

如图3：测试b极电流1--1000μA变化时，ce极阻抗的变化情况。

图3：NPN三极管b极电流与ce阻抗关系测试

如图4的测试数据可知，蓝色曲线代表的是b极电流(μA)，红色曲线代表的是ce极阻抗(Ω);b极电流的大小决定了ce极阻抗的大小：

b极电流越小，ce极的阻抗越大;

b极电流越大，ce极的阻抗越小。

图4：NPN三极管b极电流与ce极阻抗的关系

三极管放大电路的基本要求是不失真和能够放大，所以我们只需要放大区线性度平缓的那部分(有效放大状态)，如图4青色框内;其余放大部分失真严重是没有任何应用意义的(失真放大状态)。

把图4整理一下得到图5的表格，对于如何应用三极管有效放大状态，我们还必须引入一个三极管的静态工作点。

图5：三极管真正使用的三个状态

如图6，在放大电路中，直流电源(静态工作点)的作用和交流信号的作用是共存的;静态工作点的目的就是保证交流信号在为最0时，使三极管仍然处于有效放大状态，避免输出波形失真;根据静态工作点可计算出Rb、Rq、Rc的大小。

要点：

①放大状态下，输入波形Ui的变化导致b极电流Ib的变化，b极电流Ib的变化导致ce阻抗的变化，ce极阻抗的变化导致ce极分压的变化;最终反映输出波形Uo;

②放大状态下，Ic电流大小受ce极阻抗和Rc大小限制(如图6)，所以选取合适的Rc，才能保证Ic = β×Ib;

③放大状态分为有效放大状态和失真放大状态;我们要的是有效放大状态，所以才需要静态工作点;

④饱和状态下，ce极阻抗最小，可视为ce短路，所以ce极压降接近于0;此时Ic电流的大小完全由Rc阻抗大小和三极管的功率决定;

⑤截止状态下，ce极阻抗最大，可视为ce开路，所以ce极压降接近于VCC。

最后，三极管作为流控型的功率放大元件，存在公式Ic = β×Ib的关系，但不存在公式Uo = β×Ui的关系;还有运放的基础是三极管组成的差分放大电路。

原文标题：三极管解析，彻底告别放大状态的噩梦!

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审核比较：汤梓红

三极管状态饱和连接

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