NPN和PNP 的电流方向 、大小关系 、电压偏置 |
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电流流向: NPN三极管:电流方向为基极流向发射极(驱动电流从基极流入),集电极流向发射极。 PNP三极管:电流方向为发射极流向基极(驱动电流从基极流出),发射极流向集电极。 PNP的电流方向是从下往上流的,但是在实际电路图中,大多还是发射极连接高电平的,这点要特别注意,和上面的图片做对比会更好,总之电流是E到C。和NPN管子相反 NPN PNP 它最主要的功能是电流 放大和开关作用。Emitter,Base,Collector NPN管,集电极电流IC和基极电流IB流入管子。发射极电流IE流出管子。且IC+IB=IE。 Icb+Ibe=Ice 即βIbe+Ibe=Ice PNP管,集电极电流IC和基极电流IB流出管子。发射极电流IE流入管子。同样IC+IB=IE。 无论管子是否处于放大状态,都满足IC+IB=IE的电流关系。 只在放大状态下,IC=βIB IE=(1+β)IB 三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫 建立偏置 ,否则会放大失真。 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。 但是在实际使用中要注意,在开关电路中,饱和状态若在深度饱和时会影响其开关速度,饱和电路在基极电流乘放大倍数等于或稍大于集电极电流时是浅度饱和,远大于集电极电流时是深度饱和。因此我们只需要控制其工作在浅度饱和工作状态就可以提高其转换速度。 1、NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。 2、电流方向 NPN是用B—E的电流(IB)控制C—B的电流(IC),E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即VC>VB>VE。 PNP是用E—B的电流(IB)控制B—C的电流(IC),E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低,即VC VB > VE。 PNP使用E-B电流(IB)来控制E-C电流(IC)。在正常放大期间,E极电位最高,而C极电位通常最低,即VC < VB < VE。 1、pnp是高电平有效,信号跟24V(E发射极)形成开关; 2、npn是低电平有效,信号跟0V(E发射极)形成开关 。 5、电压区别 NPN基极电压高,集电极与发射极短路。低压,集电极和发射极开路。那是行不通的。 PNP基极电压很高。集电极对发射极开放,即它不起作用。如果将基极施加到低电位,则集电极和发射极会短路。 (1)PNP管是发射极,从基极和集电极流出,而NPN管是基极和集电极,并从发射极流出。 (2)PNP管在放大区工作时的电压为Ue > Ub > Uc,NPN管在放大区工作时的电压Uc > Ub > Ue。 (3)PNP为共阴极,即以两个PN结的N结为基极,其余两个P结分别为集电极和发射极。电路图标记为向内晶体管。NPN相反。 (4)PNP管子:发射极电流 = 集电极电流 + 基极电流。 (5)NPN管子:发射极电流 = 集电极电流 + 基极电流。 1、npn是低电平有效,信号跟0V形成开关 2、pnp是高电平有效,信号跟24V形成开关 |
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