三极管在电路中起什么作用?

用户280447259


三极管是电子电路中最重要的有源器件之一,不论是分立元件电路还是IC内部电路,离开了三极管都将无法工作。三极管在电路中的基本作用有两种:一是作为放大器放大信号,二是工作于开关状态驱动各种负载。下面我们就较详细的介绍一下三极管的这两种基本应用。




三极管作为线性放大器时,工作于线性放大区域,此时需要外接偏置电路给三极管提供一个合适的偏置电流,以便其能工作于线性放大区域。上图中的Rb即为三极管的基极偏置电阻,通过调整该电阻,使三极管的集电极静态电压为电源电压的一半,这样可以不失真的放大交流信号。

图中的Es为输入信号,该信号经输入耦合电容C1加至三极管的基极,使三极管集-射极之间的等效电阻按照输入信号的变化规律变化,这样管子的集电极输出的便是放大了的交流信号,此信号通过耦合电容C2加在RL的两端。


三极管在电路中的另一个基本应用是作为电子开关来控制电机、指示灯、继电器等负载的通断,此时三极管工作于开关状态。

上图电路是用单片机IO口去控制一个LED的亮与灭,由于单片机IO口的驱动能力较弱,这里加了一个三极管来驱动LED指示灯。当单片机IO口输出为高电平时,三极管导通,LED的负极通过管子的c-e两极接GND,故LED指示灯可以点亮。当IO口输出为低电平时,管子截止,此时三极管c-e两极呈高阻态,LED指示灯熄灭。

以上是三极管在电路中的两个基本应用,而像三极管构成的稳压电源、各种有源滤波器、振荡器都是基于上述两种基本应用。只要学会了三极管的基本应用,其它应用也就很容易掌握了。


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三极管的工作区有截止区、放大区、饱和导通区;三极管工作在不同的工作区可以实现不同的功能

三极管工作在饱和导通区和截止区可以用作电平转换、电子开关

电路中不同模块,工作电压可能是不一样的,如果这两个模块要通讯就要进行电平转换了,使用三极管就可以进行不同电压的转换。

三极管工作在饱和导通区和截止区可以用作驱动负载

我们可以用三极管来驱动马达、LED、蜂鸣器、继电器等


利用三极管的放大区,可以用作信号放大

比如麦克风采集的信号经过三极管放大后,喇叭或者耳机就可以播放出来了

利用三极管截止区、放大区、饱和导通区的特性,我们还可以设计出各种各样的应用电路

  • 负载驱动
  • 电子开关
  • 信号放大
  • 恒流电源
  • 恒压电源
  • 高频振荡

怎么样设计电路让三极管工作在需要的工作区呢?

  • Ic=β*Ib
  • 饱和导通后Vce维持不变(比如9014饱和导通后Vce=0.3V)


  • 已知Vce后,根据负载电阻可以算出Ic
  • 假如三极管工作在放大区,集电极电压(Vce)=2.5V,根据负载电阻也可以算出Ic
  • 根据Ic=β*Ib就可以算出Ib的大小,然后就可以算出基极电阻的大小了。

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三极管在设计电路时非常有用,可以当作电子开关来驱动负载,也可以将小信号放大起到放大作用。三极管有三个工作状态,分别为:1)截止区;2)线性区;3)饱和区。用在线性区三极管起到小信号放大作用,用在饱和/截止区三极管起到电子开关的作用。

三极管用作电子开关

下图是NPN三极管和PNP三极管驱动继电器的电路图,对于PNP而言,如果基极是低电平则三极管工作在饱和状态,继电器工作;如果基极是高电平则三极管工作在截止状态,继电器不工作。


对于NPN而言,基极是高电平时,三极管工作在饱和状态导通;而基极是低电平时,三极管工作在截止状态,三极管不导通。

三极管用作放大作用

三极管具有三种基本的放大电路,分别为共基极电路、共发射极电路、共集电极电路。此时三极管工作在线性放大状态,下面以共发射极电路举例介绍一下,电路如下图所示。

图中VCC为直流US为交流,电阻RB1和RB2为基极偏置电阻,为基极提供合适的电流,使三极管工作在线性区间,C1和C2起到隔直通交的作用,滤除直流信号,只放大交流信号。US为输入的交流信号,交流信号的变化体现在集电极,并最终将信号体现在负载电阻RL两端,实现了交流信号的放大。

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1.放大信号。这是基本作用,分电压放大,电流放大和功率放大。

2.倒相。使输出的信号的电位与输入相反。

3.开关作用。可以构成各种门电路,如“与门、或门、非门”等。

4.实现自动控制。这类应用相当多。

5.调压作用。可以改变输出的电压。  

6.稳压作用。在输入电压或负荷变化时,使输出电压保持稳定。


思夜空


我来讲讲我们这边电路中三极管的主要作用,个人观点仅供参考:

1)上电时序控制电路:在现在的ASIC设计中多为多电压供电,各个电压之间的上电顺序需要满足先后关系,这个时候需要用三极管来控制开关电源的打开关断。

2)点灯控制电路:先进工艺器件如16nm以下器件,GPIO管脚多为1.8V,直接用来驱动红/绿指示灯开启电压不足,这个时候如果不用电平转换芯片的话,就可以用三极管了。

3)射频电路开关控制电路:器件开关控制,涉及逻辑功能反向或者电平转化,也需要用到。



昊昊雷他爸


全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。


王利龙511


半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。整流电路用四个二极管进行整流,把220的交流电变成脉动的直流电,此时还不稳定,就要进行滤波,说明白点,就是把山削平放到河里,这样输出的直流电就比较平滑了,而滤波电路的主要元件就是电容,这些懂了吗?桥式整流电路是最基本的电路了,应用非常广泛 :二极管整流 电容滤波 三极管放大!就这麽简单!


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