三极管三种工作状态特点分析及判断

三极管有放大、饱和、截止三种工作状态，放大威廉希尔官方网站 中的三极管是否处于放大状态或处于何种工作状态，对于学生是一个难点。笔者在长期的教学实践中发现，只要深刻理解三极管三种工作状态的特点，分析威廉希尔官方网站 中三极管处于何种工作状态就会容易得多，下面结合例题来进行分析。

一、三种工作状态的特点

1.三极管饱和状态下的特点

要使三极管处于饱和状态，必须基极电流足够大，即IB≥IBS。三极管在饱和时，集电极与发射极间的饱和电压(UCES)很小，根据三极管输出电压与输出电流关系式UCE=EC-ICRC，所以IBS=ICS/β=EC-UCES/β≈EC/βRC。三极管饱和时，基极电流很大，对硅管来说，发射结的饱和压降UBES=0.7V(锗管UBES=-0.3V)，而UCES=0.3V，可见，UBE>0，UBC>0，也就是说，发射结和集电结均为正偏。

三极管饱和后，C、E 间的饱和电阻RCE=UCES/ICS，UCES 很小，ICS 最大，故饱和电阻RCES很小。所以说三极管饱和后G、E 间视为短路，饱和状态的NPN 型三极管等效威廉希尔官方网站 如图1a 所示。

2.三极管截止状态下的特点

要使三极管处于截止状态，必须基极电流IB=0，此时集电极IC=ICEO≈0(ICEO 为穿透电流，极小)，根据三极管输出电压与输出电流关系式UCE=EC-ICRC，集电极与发射极间的电压UCE≈EC。

三极管截止时，基极电流IB=0，而集电极与发射极间的电压UCE≈ECO 可见，UBE≤0，UBC<0，也就是说，发射结和集电结均为反偏。三极管截止后，C、E 间的截止电阻RCE=UCE/IC，UCES 很大，等于电源电压，ICS 极小，C、E 间电阻RCE 很大，所以，三极管截止后C、E 间视为开路，截止状态的NPN 型三极管等效威廉希尔官方网站 如图1b。

3.三极管放大状态下的特点

要使三极管处于放大状态，基极电流必须为：01V 以上，UBE>0，UBC<0，也就是说，发射结正偏，集电结反偏。

三极管在放大状态时，IB 与IC 成唯一对应关系。当IB 增大时，IC 也增大，并且1B 增大一倍，IC 也增大一倍。所以，IC 主要受IB 控制而变化，且IC 的变化比IB 的变化大得多，即集电极电IC=β×IB。

三极管三种工作状态的特点如附表所示。

二、确定威廉希尔官方网站 中三极管的工作状态

下面利用三极管三种工作状态的特点和等效威廉希尔官方网站 来分析实际威廉希尔官方网站 中三极管的工作状态。

例题：图2 所示放大威廉希尔官方网站 中，已知EC=12V，β=50，Ri=1kΩ，Rb=220kΩ，Rc=2kΩ，其中Ri 为输入耦合电容在该位置的等效阻抗。问：1.当输入信号最大值为+730mV，最小值为-730mV 时，能否经该威廉希尔官方网站 顺利放大?2.当β=150 时，该威廉希尔官方网站 能否起到正常放大作用?

分析：当向三极管的基极输入正极性信号时，其基极电流会增大，容易进入饱和状态;当向三极管的基极输入负极性信号时，其基极电流会减小，容易进入截止状态。因此，解决输入信号送入放大威廉希尔官方网站 能否顺利放大，主要是检查最大值(一般为正极性)的输入信号、最小值(一般为负极性)的输入信号是否引起放大威廉希尔官方网站 中三极管进入了饱和状态、截止状态，如果两种输入信号都没有使三极管进入饱和、截止状态，那么该范围的输入信号送入放大威廉希尔官方网站 后能被顺利放大。如果两种输入信号使三极管进入饱和或截止状态，则不能顺利放大，会引起信号饱和失真或截止失真。

解1：

(1)当最大值信号(Ui＝＋730mV)输入时，假设会引起放大威廉希尔官方网站 的三极管进入饱和状态，则等效威廉希尔官方网站 如图3所示。

根据以上计算可知：IB

(2)当最小值输入信号(Ui=-730mV)输入时，假设会引起放大威廉希尔官方网站 的三极管进入截止状态，则等效威廉希尔官方网站 如图4 所示。

根据KVL定律（绕行方向、参考电流方向如图4），-Ec+IRc+IRi+Ui=0，所以，I=(Ec-Ui)/(Rc+Ri)=[12-(-0.73)]/(1000+220000)=58μA，Uba=-IRb+Ec=-58μA×220000+12V=-0.76V。

可知：Ube<0，根据三极管截止状态的条件UBE≤0，假设成立，即当最小值输入信号(Ui=-730mV)输入时，放大威廉希尔官方网站 的三极管处于截止状态。综上所述，当最大值为730mV，最小值为-730mV 的输入信号输入时，该放大威廉希尔官方网站 不能顺利放大。

解2：当β=150 时，三极管基极临界饱和电流IBS=ICS/β=(EC-UCES)/βRC=(12-0.3)/(150×2000)=39μA，而三极管的基极电流IB=(EC-UBEQ)/Rb=(12-0.7)/220000=51μA。

根据以上计算可知：IB>IBS，根据三极管饱和状态的条件IB≥IBS，可知，威廉希尔官方网站 中的三极管处于饱和状态，即该威廉希尔官方网站 不能起到正常放大作用。