如何理解和區(qū)分貼片三極管的三種狀態(tài)

貼片三極管的三種狀態(tài)也叫三個工作區(qū)域，即：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，教材書上都說：貼片三極管的三種狀態(tài)分別當(dāng)發(fā)射極正偏集電極反偏，貼片三極管處于放大狀態(tài)；發(fā)射極正偏集電極正偏工作在飽和區(qū)；發(fā)射極反偏集電極反偏工作在截止區(qū)；發(fā)射極反偏集電極正偏工作在反向放大狀態(tài)。

按老師的方法是：先假設(shè)是在飽和區(qū)，在計算C E兩端的電壓，以0.3伏作為飽和區(qū)放大區(qū)的判斷標準（小于則為飽和模式，大于則為放大模式）；當(dāng)C E間電壓為無窮大時即為截止區(qū)。

實際上還有下面兩種關(guān)于這三個工作區(qū)域理解觀點。

觀點一：

截止區(qū)：貼片三極管工作在截止狀態(tài)，當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.6—0.7V的導(dǎo)通電壓，發(fā)射結(jié)沒有導(dǎo)通集電結(jié)處于反向偏置，沒有放大作用。

放大區(qū)：貼片三極管的發(fā)射極加正向電壓，集電極加反向電壓導(dǎo)通后，Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關(guān)系，在基極加上一個小信號電流，引起集電極大的信號電流輸出。

飽和區(qū)：當(dāng)貼片三極管的集電結(jié)電流IC增大到一定程度時，再增大Ib，Ic也不會增大，超出了放大區(qū)，進入了飽和區(qū)。飽和時，Ic最大，集電極和發(fā)射之間的內(nèi)阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V，Uce《Ube，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向電壓。三極管沒有放大作用，集電極和發(fā)射極相當(dāng)于短路，常與截止配合于開關(guān)電路。

觀點二：

截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。主要是根據(jù)兩個pn結(jié)的偏置條件來決定：

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏——放大狀態(tài)；

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏——飽和狀態(tài)；

發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)也反偏——截止狀態(tài)。

這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可以通過輸入電壓或者相應(yīng)的輸入電流來控制，例如：在放大狀態(tài)時，隨著輸入電流的增大，當(dāng)輸出電流在負載電阻上的壓降等于電源電壓時，則電源電壓就完全降落在負載電阻上，于是集電結(jié)就變成為0偏壓，并進而變?yōu)檎珘骸从煞糯鬆顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)。當(dāng)輸入電壓反偏時，則發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都成為了反偏，沒有電流通過，即為截止狀態(tài)。

正偏與反偏的區(qū)別：對于NPN晶體管，當(dāng)發(fā)射極接電源正極、基極接負極時，則發(fā)射結(jié)是正偏，反之為反偏；當(dāng)集電極接電源負極、基極（或發(fā)射極）接正極時，則集電結(jié)反偏，反之為正偏?？傊?dāng)p型半導(dǎo)體一邊接正極、n型半導(dǎo)體一邊接負極時，則為正偏，反之為反偏。

上述兩個觀點都沒有錯，但是很多初學(xué)者都會認為貼片三極管是兩個 PN 結(jié)的簡單湊合。

這種想法是錯誤的，兩個貼片二極管的組合不能形成一個貼片三極管，我們以 NPN 型貼片三極管為例：

兩個 PN 結(jié)共用了一個 P 區(qū)（也稱基區(qū)），基區(qū)做得極薄，只有幾微米到幾十微米，正是靠著它把兩個 PN 結(jié)有機地結(jié)合成一個不可分割的整體，它們之間存在著相互聯(lián)系和相互影響，使三極管完全不同于兩個單獨的 PN 結(jié)的特性。貼片三極管在外加電壓的作用下，形成基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流，成為電流放大器件。

貼片三極管的電流放大作用與其物理結(jié)構(gòu)有關(guān)，貼片三極管內(nèi)部進行的物理過程是十分復(fù)雜的，初學(xué)者暫時不必去深入探討。從應(yīng)用的角度來講，可以把三極管看作是一個電流分配器。一個貼片三極管制成后，它的三個電流之間的比例關(guān)系就大體上確定了。

這是粗、細兩根水管，粗的管子內(nèi)裝有閘門，這個閘門是由細的管子中的水量控制著它的開啟程度。如果細管子中沒有水流，粗管子中的閘門就會關(guān)閉。注入細管子中的水量越大，閘門就開得越大，相應(yīng)地流過粗管子的水就越多，這就體現(xiàn)出“以小控制大，以弱控制強”的道理。由圖可見，細管子的水與粗管子的水在下端匯合在一根管子中。

貼片三極管的基極 b 、集電極 c 和發(fā)射極 e 就對應(yīng)著圖中的細管、粗管和粗細交匯的管子。

若給貼片三極管外加一定的電壓，就會產(chǎn)生電流 I b 、 I c 和 I e 。調(diào)節(jié)電位器 RP 改變基極電流 I b ， I c 也隨之變化。由于 I c ＝ βI b ，所以很小的 I b 控制著比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由貼片三極管產(chǎn)生的，是由電源 V CC 在 I b 的控制下提供的，所以說三極管起著能量轉(zhuǎn)換作用。