三极管工作原理解析

半导体电子器件,有两个PN结组成,可以对电流起放大作用,有3个引脚,晶体三极管分别为集电极(c),基极(b),发射极(e),电子三极管分别为屏极、栅极、阴极。有PNP和NPN型两种,以材料分有硅材料和锗材料两种,半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件. 

 作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作开关。这里想说的是,从能量本质来说只是一种小信号控制大信号,如果说放大电流不太确切,当然现在资料网上口口相传都是这样的。

这是一个NPN的电气图

分析三极管工作状态,一般都是在理想状态下分析:

工作在截止区条件:发射极反偏集电极反偏;Ube<导通电压

工作在放大区条件:发射极正偏,集电极反偏

工作在饱和区条件:发射极正偏,集电极正偏;Uce<Ube

1.同样通过当前IB和IC/IE关系是否跟β 倍数关系来判断处于放大或者饱和状态

2.通过截止区和饱和区状态可以实现开关的功能

我们还是按照老图来分析:

PWM10高电平时候,Q15导通,相当于R122接到地,这样Q16导通,电磁阀开始工作。PWM10低电平时候,Q15截至,R122相当于接到电源端,Q16高电平截止不导通,电磁阀不工作。这种应用适合小电流控制大电流工作,用一个三极管实现了开关的功能。

当然分立元器件NPN+PNP/PMOS或者PNP+NPN/NMOS等应用于不同场景。

12年前学生时代拿这个做过智能RGB的驱动,灯珠功率贼大,发热严重啊,当时市面上能用的东西太少了,第一次接触,感觉很神奇,还能实现颜色配比的状态来实现不同颜色的灯光,当时按照人家说法是能实现1600W种颜色,最后做的灯应该留在了学校,不知道现在回去还能不能看见,现在直接用控制ic改变占空比大小就能驱动RGB灯带了,实现更简单了。

当时嵌入式创业的黄金时期,10年过去了,创业机会渺茫,打工人共勉啊,相信很多老司机当时到现在感概颇多吧。

小结:

  1. 选型原则还是按照上集说到的规则,三极管主要关注集电极电流Ic,击穿电压和耗散功率,导通电压一般都是0.3V/0.7V,这个就不做赘述了,当然还有频率和放大倍数。

  2. 分析问题一定是理论在前,验证在后,这样事半功倍,加深理解,基础一定要打好,基础会是你日后楼阁的基石,不然容易摇摇欲坠,很多老司机硬件工程师,模电实际上一知半解的,加上岁月的腐蚀,遗忘速度飞快。

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