图说三极管的三个工作状态Word格式文档下载.docx
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pide;
10K=1mA，集电极电流就应该是100mA。
根据欧姆定律，这样Rc上的电压就是0.1A×
50Ω=5V。
那么剩下的5V
就吃在了三极管的C、E
极上了。
好!
现在我们假如让Rb为1K，那么基极电流就是10V&
1K=10mA，这样按照放大倍数100算，Ic就是不是就为1000mA
也就是1A了呢?
假如真的为1安，那么Rc上的电压为1A×
50Ω=50V。
啊?
50V!
都超过电源电压了，三极管都成发电机了吗?
其实不是这样的。
见下图：
图3
我们还是用水管内流水来比喻电流，当这个控制电流为10mA
时使主水管上的阀开大到能流过1A
的电流，但是不是就能有1A
的电流流过呢?
不是的，因为上面还有个电阻，它就相当于是个固定开度的阀门，它串在这个主水管的上面，当下面那个可控制的阀开度到大于上面那个固定电阻的开度时，水流就不会再增大而是等于通过上面那个固定阀开度的水流了，因此，下面的三极管再开大开度也没有用了。
因此我们可以计算出那个固定电阻的最大电流10V/50Ω=0.2A也就是200mA。
就是说在电路中三极管基极电流增大集电极的电流也增大，当基极电流Ib增大到2mA
时，集电极电流就增大到了200mA。
当基极电流再增大时，集电极电流已不会再增大，就在200mA
不动了。
此时上面那个电阻也就是起限流作用了。
上面讲的三极管是工作在放大状态，要想作为开关器件来应用呢?
毫无疑问三极管必须进入饱和导通和截止状态。
图4所示的电路中，我们从Q的基极注入电流IB，那么将会有电流流入集电极，大小关系为：
IC=βIB
。
而至于BJT
发射结电压VBE，我们说这个并不重要，因为只要IB
存在且为正值时，这个结电压便一定存在并且基本恒定（约0.5～1.2V，一般的管子取0.7V左右），也就是我们所讲的发射结正偏。
既然UBE是固定的，那么，如果BJT基极驱动信号为电压信号时，就必须在基极串联一个限流电阻，如图5。
此时，基极电流为IB=（Ui-UBE）/RB。
一般情况省略RB是不允许的，因为这样的话IB将会变得很大，造成前级电路或者是BJT
的损坏。
图4、图5
接下来进入我们最关心的问题：
RB
如何选取。
前面说到过IC=βIB，为了使晶体管进入饱和，我们必须增加IB，从而使IC
增大，RC
上的压降随之增大，直到RC上几乎承受了所有的电源电压。
此时，UCE变得很小，约0.2～0.3V（对于大功率BJT，这个值可能达到2～3V），也就是我们所说的饱和压降UCE（sat）。
如果达到饱和时，我们忽略UCE（sat），那么就有IC*RL=β*IB*RL=Vcc。
也就是只要保证IB≥IC/β或IB≥Vcc/（βRL）时，晶体管就能进入饱和状态。
我们看这样一组数据：
Vcc=5V，β=200，RL=100Ω。
那么要求IB≥5/（200×
100）A=0.25mA。
如果Ui=5V，那么取RB≤（Ui-UBE）/IB≈（5-0.7）/0.25kΩ=17.2kΩ就能满足要求了。
但是，实际上，对于这种情况，如果取一个10kΩ以上的电阻都可能导致BJT
无法进入饱和状态。
这是为什么呢?
因为我们的器件不是理想的，我们在来看下面一个图。
这是我们常用的一款小信号BJT，型号为MMBT3904
的直流电压增益曲线。
从图中可以看出，BJT
的共射极直流电压增益hFE（也就是通常意义下的β）不仅是温度的函数，而且与集电极电流有关。
在一定的集电极电流范围内，hFE
基本为常数;
当集电极电流大于一定值时，hFE
将急剧下降。
产生这一现象的机理我们在这里就不讨论了。
我们在使用BJT
作为开关时，大多数情况下用于驱动外部负载，如LED、继电器等，这些负载的电流一般较大，此时hFE
已经下降到远小于我们计算时使用的那个值。
如前面的例子，如果这个BJT
为MMBT3904，集电极电流达到近50mA，此时的β（或hFE）已经下降到只要100
左右了，计算基极电阻时使用的β也应该取100
而不是200。
而实际应用中，IB
并不是越大越好，因为IB
对外电路来说是没有实质作用的，它仅仅是维持BJT
可靠导通的必要条件。
IB
越大，驱动部分的损耗也就越大，从而降低了电路的效率。
而且IB越大还会影响三极管的开关速率，这个我们后面再深究。
电子元件基础之三极管静态工作点
我们都知道，三极管的工作状态有三个，截止区，放大区，饱和区。
那么三极管工作在什么工作状态是由什么决定的呢?
是由基极电流（Ib）来决定的,和其他因素完全没有关系。
如果Ib
=
0，则三极管工作在截止区。
如果0
<
Ib
×
β<
饱和电流，则三极管工作在放大区。
如果
饱和电流
虽然说三极管的工作状态是由基极电流决定的，但是能够影响基极电流的因素就有几个，其中最重要的就是静态工作点。
在放大电路中，当有信号输入时，交流量与直流量共存。
那什么是三极管的静态工作点呢?
三极管静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT
特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q。
用我们的大俗话就是三极管处于静态工作状态的时候的基极电流。
就是当没有交流信号输入到基极的时候，三极管的基极电流。
静态工作点是怎样影响三极管的呢?
静态工作点直接就会影响三极管的基极电流,
从而影响三极管工作在什么区域。
如果静态工作点靠近饱和区,
那么就很有可能部分的交流信号进入饱和区,没有进行放大,
造成饱和失真。
如果静态工作点靠近截止区,
那么也很有可能有部分的交流信号进入截止区,
造成截止失真。
那什么因素会影响静态工作点呢?
影响静态工作点的因素有很多,
最突出的两个就是偏置电阻和温度。
如果偏置电阻过大,
那么造成基极电流较小,
静态工作点比较靠近截止区.
如果偏置电阻过小,那么造成基极电流较大,
静态工作点比较靠近饱和区。
所以偏置电阻的选择很重要,
另外的一个重要因素是温度.
大家都知道,
温度的升高会造成半导体器件的导电性能增强,
对于三极管来讲,
就是放大倍数的增加。
所以也就产生了,很多种的抑制静态工作点漂移的电路了。
电子元件基础—MOS管
平时在实验室常用的器件还是三极管相对较多，对MOS管用得甚少，今年11月份雨滴科技有限公司寄来了六套STM32
DEMO_V1.2评估板，板子上面就有几颗MOS管，为了更好认识MOS管，在课本和网上查了许多资料，现在整理出来给大家分享。
由于水平有限在这儿我们只谈应用不谈原理。
我们知道MOS管有P沟道和N沟道之分，给出一个MOS的电路符号，你是怎么判断它是N沟道，还是P沟道?
下面我们就来看图1这颗MOS管电路符号。
图1
请问：
哪个脚是S（源极）、哪个脚是G（栅极）哪个脚是D（漏极）?
D和S，是N沟道还是P沟道MOS?
1脚和3脚之间存在一个二极管，这个二极管有什么作用?
如果接入电路，一般哪个接输入哪个接输出?
MOS三个极怎么判断
寄生二极管
在图1我们看到D极和S极之间存在着一个二极管，这个二极管叫寄生二极管。
MOS的寄生二极管怎么来的呢?
翻开大学里的模拟电路书里面并没有寄生二极管的介绍。
在网上查了一番资料才知道，它是由生产工艺造成的，大功率MOS管漏极从硅片底部引出，就会有这个寄生二极管。
小功率MOS管例如集成芯片中的MOS管是平面结构，漏极引出方向是从硅片的上面也就是与源极等同一方向，没有这个二极管。
模拟电路书里讲得就是小功率MOS管的结构，所以没有这个二极管。
但D极和衬底之间都存在寄生二极管，如果是单个晶体管，衬底当然接S极，因此自然在DS之间有二极管。
如果在IC里面，N—MOS衬底接最低的电压，P—MOS衬底接最高电压，不一定和S极相连，所以DS之间不一定有寄生二极管。
那么寄生二极管起什么作用呢?
当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过这个二极管导出来，不至于击穿这个MOS管。
（起到保护MOS管的作用）
寄生二极管方向判定
图4
MOS管的应用
开关作用
我们笔记本主板上用得最多的电子器件便是MOS管，可见MOS管在低功耗方面应用得非常广泛，MOS管都有哪些应用呢?
先来看下面的原理图
图5
相信你从图5可以看出MOS管在电路中的作用了吧，以上的MOS开关实现的是信号切换（高低电平的切换），那么MOS在电路中要实现开关作用应该满足什么条件呢?
还有前面提过MOS管接入电路哪个极接输入哪个极接输出（提示：
寄生二极管是关键）?
我们先看MOS管做开关时在电路的接法。
图6
想一想为什么是这样接呢?
反过来接行不行?
那是不行的。
就拿NMOS管来说S极做输入D极做输出，由于寄生二极管直接导通，因此S极电压可以无条件到D极，MOS管就失去了开关的作用，同理PMOS管反过来接同样失去了开关作用。
接下来谈谈MOS管的开关条件，我们可以这么记，不论是P沟道还是N沟道，G极电压都是与S极电压做比较：
N沟道：
UG>
US时导通。
（简单认为）UG=US时截止。
P沟道：
UG
但UG比US大（或小）多少伏时MOS管才会饱和导通呢?
这要看具体的MOS管，不同的MOS管要求的压差不同。
比如笔记本上用于信号切换的MOS管：
N7002，2N7002E，2N7002K，2N7002D，FDV301N等。
UG比US大3V---5V即可。
隔离作用
如果我们想实现线路上电流的单向流通，比如只让电流由A->
B，阻止由B->
A，请问该怎么做?
但这样的做法有一个缺点，二极管上会产生一个压降，损失一些电压信号。
而使用MOS管做隔离，在正向导通时，在控制极加合适的电压，可以让MOS管饱和导通，这样通过电流时几乎不产生压降。
下面我们来看一个防电源反接电路。
这个电路当电源反接时NMOS管截止，保护了负载。
电源正接时由于NMOS管导通压降比较小，几乎不损失电压，比在电源端加保险管再在负载并联一个二极管的方案好一些。
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