為什么三極管的基極要加一個電阻?
答;因為三極管要工作在一個正向偏值狀態(tài),才能夠進行信號放大,一般硅材料的三極管,在基極電位高于發(fā)射極電位0.65V。如下圖所示。
上圖中的R1為三極管基極的偏值電阻。三極管放大就是基極電流微弱變化,會引起集電極電流很大的變化。如果沒有R1基極偏值電阻,那么接在交流信號的輸入端的信號電壓就要增加幅值;由于接在基極上的電容C1,具有隔直流通交流作用,當輸入信號比較高時,三極管才能夠進行放大,而這種電路顯然達不到要求,會產生信號交越失真現象。
三極管基極與集電極不是成倍增長的,它與三極管的放大倍數有關系。也不是電壓將其放大的,它是基極微小的電流變化會引起集電極電流較大的變化:即晶體三極管的基極對集電極有控制作用。
要使晶體三極管能夠工作,必須要建立三極管的工作條件。就好像電燈需要加上一定的電壓,電流才會正常流動使電燈發(fā)光。晶體三極管也是如此,要使它工作一定要加上正確的電壓,反之則三極管不會工作。
通常在晶體三極管的發(fā)射極e和基極b之間加上一個正向工作電壓“Ueb”,稱為“基極電壓”或“偏壓”。Ueb一般在零點幾伏;而在發(fā)射極e與集電極c之間加上一個工作電壓“Uec”,稱為集電極電壓,一般在幾伏到幾十伏。從電位角度講,對于PNP型三極管的工作電壓是這樣的;發(fā)射極的電位高于基極電位,而基極電位又高于集電極電位;對于NPN型三極管則相反。因此無論是PNP型還是NPN型三極管,它們在正常工作時,在發(fā)射結上加的是正向電壓,在集電結上加的是反向電壓。如下所示。
從圖1中看,在電路中將三極管的三個極分別串聯(lián)三個電流表(為了防止基極電位器調得過小而損壞三極管,在基極回路中串聯(lián)一只限流電阻Rb=39KΩ);首先來看發(fā)射極e與基極b之間的情況。由于發(fā)射極是O型半導體,基極是N型半導體,它相當于一個PN結的二極管,也就相當于在二極管上加了正向電壓,因此就有較大的正向電流流過發(fā)射結,即有較大的電流由發(fā)射區(qū)流向基區(qū),這個電流就是發(fā)射極電流Ie。又因為基區(qū)做得很薄,而且在集電區(qū)上加有較大負電壓,所以從發(fā)射區(qū)流到基區(qū)的電流就很容易穿過基區(qū)而大部分被集電區(qū)拉過去,這個電流就是集電極電流Ic,其中只有很小的一部分電流(大約1~10%左右),從基極引出線流回電源Eb負端,構成基極電流Ib。由此可得出:Ie=Ib+Ic 這就是三極管電流分配關系,以上討論沒有考慮到溫度對三極管的影響。
這種電流的分配關系與外加電壓的大小和負載電阻Rc的關系不大,它是由晶體管本身內在的特性所決定的。
這里再談到三極管的一個重要參數,即電流放大系數β,若保持三極管e、c之間的電壓不變,那么通過調節(jié)基極中的可調電阻Rb,不斷改變基極電流Ib的大小,便可以相應地得出一組集電極電流Ic和發(fā)射極電流Ie的數值,現在把測量得出結果用下表所示。
從上表數據中,可以看出:它們基本上是符合電流分配關系的,更重要的是,從圖表中可以看到當基極電流Ib從0.01mA變化到0.018mA時,△Ib=0.018mA-0.01mA=0.008mA(△表示微小變化量),集電極電流Ic卻從0.49mA變化到0.982mA,即△Ic=0.982-0.49=0.492mA,把上面兩個變化量相比:△Ic/△Ib=0.492/0.008=62 這也就是說通過三極管的放大作用,集電極電流Ic的變化比基極電流Ib的變化大62倍,這個放大倍數便稱為共發(fā)射極電路的電流放大系數β。
β=輸出電流(集電極電流Uc)的變化量/輸入電流(基極電流Ib)的變化量=△Ic/△Ib,在晶體管手冊中,放大特性參數有的產品用β表示(或寫成hfe),它們的意義都是一樣的。
以上為個人觀點,僅供大家參考,希望能夠幫助提問者和頭條上電子初學者們。
知足常樂2019.4.10日于上海