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] 晶体三极管工作状态的判定——灵活运用PN结偏置条件
晶体三极管工作状态的判定——灵活运用
PN结偏置条件
晶体三极管工作状态的判定
灵活运用PN结偏置条件
???科技前沿
田淑华
(泰兴职业高级中学,江苏省225400)
摘要:晶体三极管三个区的工作状态特点可以简单的概括为以下三句话,即:饱和状态时发射结和集电结均正偏;截止状态时发射结和集
电结均反偏;放大状态时发射结正偏,集电结反偏.
关键词:三极管的结构;输出特性;工作状态;偏置条件
中图分类号~TN609文献标识码:A文章编
3315(2009)03—153—002 号:1006—
晶体三极管是电子线路中最基本的一个元器件,它的作用很
大,用途很广,是电子产品中无可替代的元器件.在实际应用中共发
射极电路是最常用的放大电路.下面以共发射极电路为例,讨论如
伺判别晶体三极管的工作状态.笔者根据多年的教学经验.
出
以下三点供大家参考.
首先了解晶体三极管的结构
晶体三极管是通过一定的工艺,将两个相距很近的PN结结合
在一起的器件.它有发射区,基区和集电区,它们各自引出一个电极
称为发射极,基极和集电极,分别用字母e,b,c
示.根据内部三个
区半导体类型不同可分为PNP型和NPN型(型号如图一所示).其
型号一般根据三极管图形符号中发射极的箭头来判别(注意:其箭
头表示发射结加正向电压时的电流方向),另外发射区和基区之间
的PN结为发射结,集电区和基区之间的PN结为集电结.(结构如
图二所示)
b
a.pNP型
lc
V,b
图一
e
V
e
b.NPN型
发射医基区集电区发射区基区集电区
基极
图二
基极
集
电
极
第二.理解晶体三极管的输出特性
晶体三极管的输出特性是:IB为一定值时,VCE和Ic之间的
相应数量关系,可用输出特性曲线图表示.(输出特性曲线如图三所
示)
通常把输出特性曲线图分成三个工作区,这三个工作区分别代
表三极管的三个工作状态,即:放大区代表放大状态,饱和区代表饱
和状态,截止区代表截止状态.那三极管在何种情况下处于何种工
作状态,这就要求学习者自己来判定.
截止区
P?
图三
晶体三极管三个区的工作状态特点可以简单的概括为以下三
句话.即:饱和状态时发射结和集电结均正偏;截止状态时发射结和
集电结均反偏;放大状态时发射结正偏,集电结反偏.(“正偏”可理
解为外部电流方向与内部电流方向相同,”反偏”可理解为外部电流
方向与内部电流方向相反.)
第三.掌握PN结偏置条件判定晶体三极管的工作状态
饱和状态:发射结正偏,集电结反偏
rNPN:VB>VEVB>VC
【PNP:VB<VEVB<VC
截止状态:发射结反偏.集电结反偏
即fNPN:VB<VEVB<VC
【PNP:VB>VEVB>VC
放大状态:发射结正偏,集电结反偏
即rNPN:VC>VB>VE
lPNP:VC<VB<VE
其中要注意:这三个电位中,VB和VE数值较接近.硅管相差
约为O.6V-0.8V,锗管相差约为0.2v.3V,而VC的值与VB,vE相
差较大.如果VBE=0或VBE很小时,三极管也处于截止状态.另
外,VBE值过大,虽然发射结正偏,但是发射结因承受很高的正向电
压容易使晶体三极管击穿而损坏.
【例】测得电路中下列晶体三极管各电极对地的电位(如图四
所示),试判别晶体三极管处于哪种工作状态?
一
153一
发极
科学教育2009.3
i6V
1.3Vf
2V
(a)
0V
.
2
.
7V
V
.
1.7,
(c)
I5v
3VI
2.8V
(d)(e)
图四
【分析】利用晶体三极管的PN结偏置条件来判别.
【解】
(a)为NPN型管,VB<VE,发射结反偏,VC>VB集电结反偏
晶体三极管工作于截止状态.
(b)为PNP型管,VB<VE,发射结正偏,VC<VB,集电结反偏
?
+一+-+一+-+-+-+”+一+*—+-一—+-一+
晶体三极管工作于放大状态.
(C)为NPN型管,VB>VE发射结正偏,VC<VB,集电结正偏,晶
体三极管工作与饱和状态.
(d)为NPN型管,VB>VE(且VBE=5V>>O.7v)发射结承受
很高的正向电压而击穿,晶体管损坏.
(e)为NPN型管,VBE=0.2V小于晶体三极管的门坎电压,则
晶体三极管工作于截止状态.
【点拨】已知晶体三极管的各极电位,可利用偏置条件来判别三
极管的工作状态,这里要注意的是:
?发射结正偏导通后的正向压降VBE约为0.6V~o.8V(硅管)
或O.2v~0.3V(锗管),如果实际发射结管压降远大于此值,三极管有
可能击穿而损坏.(如d管)
?当Vt3E很小时,小于晶体三极管的门坎电压,(硅管约为
0.5v,锗管约为O.2V)晶体三极管也处于截止状态.(如e管)
?无特殊说明,NPN型为硅管,PNP型为锗管.
以上所述是简单的根据PN结偏置条件来判别三极管的工作
状态,这种方法简单,方便,一目了然,学生容易理解.但是,另外有
一
点需要补充说明:在反向器电路中.三极管有从放大状态向饱和
状态过渡的情况.这就要根据具体电路中的基极电流IB与基极临
界饱和电流IBS进行比较,来确定三极管的工作状态.这一问题,笔
者在此暂不作考虑.
(上接第145页)这样的案例在江苏省的劳动纠纷案件处理中
是常见的,作者也经常为此感到非常困惑.而对于劳动者来说,申请
劳动仲裁仅是迫于法律上规定的劳动仲裁前置程序的无奈之举,除
非是调解结案,否则最终还是要将纠纷提交到法院处理.但是这样
一
来.不仅增加了劳动者的诉讼成本,同时也在一定程度上将劳动
仲裁程序的作用架空,使其失去了存在的意义,更无法体现提高处
理劳动纠纷案件效率的立法初衷了.
作者认为.上述的两种观点均存在一定缺陷.,
时效是指权利人向人民法院或者劳动行政部门请求权利救济
的期限限制,而并不是对实体权利保护的期限限制.而劳动仲裁委员
会在对加班费问题上的观点则显然是将此二者视为等同,但在社会
保险的问题上又没有将此二者等同.这二者显然是矛盾的.
由于加班费的保护涉及到是否存在加班事实的举证问题,法院
在审理劳动争议案件中,依据《江苏省工资支付
》,将是否存在
加班事实的举证责任进行了分配,即两年之内的举证责任分配给用
人单位,两年之外的举证责任分配给劳动者,如果用人单位不能提
供两年之内的考勤记录以证明不存在加班事实的,则用人单位承担
一
】54一
举证不能的后果,认定存在加班事实并判决向劳动者支付两年内的
加班费.从这个角度来说,法院的判决结果是符合法律法规的规定
以及劳动立法的宗旨的.但是该判决结果的法律依据中又增加了
“诉讼时效为两年”,则又存在与劳动仲裁委员会一样的错误了.
《劳动仲裁法》实施后,劳动仲裁时效变为一年,在没有新的规
定,解释出台的情况下,上述现象仍然可能存在,仅是劳动仲裁委员
会将60天的加班费变更为支持一年的,同一个纠纷,劳动仲裁委员
与法院仍然可能会做出不同的裁决和判决.
在我国法制化进程不断加快,法律
不断完善的情况下,建
议尽快从立法的高度对此问题进行统一规范,以避免同一案件,不
同程序适用不同法律规定,导致不同判决结果,既不利于劳动者的
权利保护,也有损于法律的权威性.
劳动仲裁作为通过法律途径解决劳动纠纷的必经程序,在实践
中对劳动者和用人单位都具有重要意义,而劳动仲裁时效的问题对
于处理劳动纠纷案件又往往会产生决定性作用.作为一名法律工作
者,谨希望劳动法律制度更加完善,对劳动者和用人单位的保护更
加全面,有力,合理,合法.