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三极管的几个基础知识点

在复杂多变的模拟电路中,少不了学习三极管,过往的血泪史,不想再提,什么正偏反偏都给我统统滚蛋!今天来点实际的。

三极管有三个工作状态:截止、放大、饱和,放大状态很有学问也很复杂,多用于集成芯片,比如运放,现在不讨论。

其实,对信号的放大,我们通常用运放处理,三极管更多的是当做一个开关管来使用,且只有截止、饱和两个状态。

截止状态看作是关,饱和状态看作是开。

Ib≥1mA时,完全可以保证三极管工作在饱和状态,对于小功率的三极管此时Ic为几十到几百mA,驱动继电器、蜂鸣器等功率器件绰绰有余。

把三极管箭头理解成一个开关,如图1为NPN型三极管,按下开关S1,约1mA的Ib流过箭头,三极管工作在饱和状态,c极到e极完全导通,c极电平接近0V(GND),负载RL两端压降接近5V。

Ib与Ic电流都流入e极,根据电流方向,e极为低电平,应接地,c极接负载和电源。

图1:NPN三极管

如图2为PNP型三极管,按下开关S2,约1mA的Ib流过箭头,三极管工作在饱和状态,e极到c极完全导通,c极电平接近5V,负载RL两端压降接近5V。

Ib与Ic电流都流出e极,根据电流方向,e极为高电平,应接电源,c极接负载和地。

图2:PNP三极管

如图3,对于NPN三极管,更应该在b极加一个下拉电阻,一是为了保证b、e极间电容加速放电,加快三极管截止;二是为了保证给三极管b极一个已知逻辑状态,防止控制输入端悬空或高阻态时对三极管工作状态的不确定。

图3:NPN三极管加下拉电阻

如图4,对于PNP三极管,更应该在b极加一个上拉电阻,原理同上。

图4:PNP三极管加上拉电阻

如图5,对于感性负载,必须在负载两端并联一个反向续流二极管,因为三极管在关断时,线圈会自感产生很高的反向电动势,而续流二极管提供的续流通路,同时钳位反向电动势,防止击穿三极管。

续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管,两者响应速度快。

图5:NPN三极管驱动蜂鸣器

如图6,对于某些控制信号为低电平时,可能并不是真正的0V,一般在1V以内,为保证三极管完全截止,不得不在三极管b极加一个反向稳压管或正向二极管,以提高三极管导通的阈值电压。

根据个人经验,推挽输出的数字信号不用加,OC输出、二极管输出以及延时控制有必要加,通常稳压管正常的工作电流≥1mA。

图6:NPN三极管驱动继电器

如图7,为三极管延时导通,快速关断的一个仿真电路,D1、R2、C1、D2构成延时导通Q2的回路,C1的电压为12V的时候Q2导通,R3、Q1、R4、R1构成快速关断Q2的回路,C1通过R3和Q1快速放电。

图7:用三极管实现继电器的延时控制

知识要点:

对于NPN三极管,在不考虑三极管的情况下,b极电阻与下拉电阻的分压必须大于0.7V,PNP同理。

b极电流必须≥1mA可保证三极管处于饱和状态,此时Ic满足三极管最大的驱动能力。

另外,对于三极管的放大倍数β,指的是输出电流的驱动能力放大了β,比如100倍,并不是把输出电流真正的放大了100倍,切记!

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2022-11-28 12:11

三极管有三个工作状态:截止、放大、饱和,放大状态很有学问也很复杂,多用于集成芯片,学习了,楼主费心了,

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2022-11-28 12:29

这篇文章比较形象地介绍了三极管的知识,看完学到了很多,谢谢楼主。

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hjk23
LV.2
4
2022-11-28 15:21

楼主把三极管吃的很透,感谢分享,受益匪浅

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cwm4610
LV.6
5
2022-11-30 10:44

学好三极管走遍硬件设计新天地。三极管的用处很多。好好学。

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2022-12-07 12:26

学习了,三极管各个工作区的不同应用

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2022-12-15 12:11

对信号的放大,我们通常用运放处理,三极管更多的是当做一个开关管来使用,且只有截止、饱和两个状态。

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hellbaron
LV.6
8
2022-12-24 23:53

讲解的很详细,有图,很容易懂

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2022-12-25 19:52

讲的很详细,学习了

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cwm4610
LV.6
10
2022-12-27 08:15

教科书式的学习资料,大家需要静下来好好研读

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小燕纸
LV.4
11
2022-12-28 09:29

三极管当做一个开关管来使用,截止状态看作是关,饱和状态看作是开。

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小燕纸
LV.4
12
2022-12-28 21:55

续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管

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liweicheng
LV.7
13
2022-12-29 23:50
@lijian_power
三极管有三个工作状态:截止、放大、饱和,放大状态很有学问也很复杂,多用于集成芯片,学习了,楼主费心了,

MOS管有哪些状态?

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liweicheng
LV.7
14
2022-12-29 23:51
@小燕纸
续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管

反向恢复电压最小,GAN的整流管几乎没有反向恢复电压

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2022-12-31 11:40

比较详细的讲解了常用的三极管驱动电路,图5:NPN三极管驱动蜂鸣器,图片没有显示出来,应该和图6差不多吧

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k6666
LV.9
16
2023-01-10 16:28
@hjk23
楼主把三极管吃的很透,感谢分享,受益匪浅

多谢楼主的分享,三极管其实和二极管类似,载流子的流动PN结。

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2023-01-20 13:25

b极加一个下拉电阻不要使控制输入端悬空或高阻态时对三极管工作状态的不确定

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pangxl
LV.2
18
2023-01-21 19:39

最早的开关电源: RCC 电源,利用三极管饱和导通条件和关断条件而设计,基本理论和器件特性 是电源工程师的基本功

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dy-TMelSvc9
LV.8
19
2023-01-24 10:44

后面的分立器件应该都是沿用类似的工作原理吧

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dy-n66BzSV7
LV.6
20
2023-01-25 16:24

如何从能量传输曲线来更好分析器件变化过程呢

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2023-01-29 17:48

三极管更多的是当做一个开关管来使用,且只有截止、饱和两个状态

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听听1234
LV.3
22
2023-02-22 11:13

讲解的比较齐全

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2023-04-24 22:37

三极管主要用于开关管,小电流控制其他电流的通断,信号放大等等

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dy-TMelSvc9
LV.8
24
2023-04-25 10:26

非常生动的归纳介绍,如果可以通过具体的电路传输曲线可能会更好

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change0806
LV.6
25
2023-04-25 11:11

这,这个确实说的比较详细,有图有案例,给新手入门是很好的

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2023-04-25 21:52

三个工作状态的总结很到位,很收益

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denyuiwen
LV.7
27
2023-04-26 08:06

三极管的主要参数,耐压和放大倍速,在不同应用中,有些耐压是主要的参数,放大电路中,放大倍速是重要参数。

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方笑尘MK
LV.7
28
05-12 18:07

确保三极管的电压不超过最大电压额定值,特别是在开关应用中,要防止电压尖峰

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05-22 22:09

续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管

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