晶体管工作状态的判断介绍

晶体管是模拟电路中基础的器件，是规范操作电脑，手机，和所有其它现代电子电路的基本构建块。由于其响应速度快，准确性高，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。晶体管有放大、饱和、截止三种工作状态，那么在放大电路中如何判断它处于何种工作状态?下面一起来看看：

1.工作条件

1.1集电极电源Ec(或Vcc)

Ec保证晶体管的集电结处于反向偏置，使管子工作在放大状态，弱信号变为强信号。能量的来源是靠Ec的维持，而不是晶体管自身。

1.2基极偏流电阻Rb

在电源Eb的大小已经确定的条件下，改变Rb的阻值就可以改变晶体管的静态电流Ib，从而也改变了集电极静态电流Ic和管压降Vce，使放大器建立起合适的直流工作状态。

1.3集电极电阻Rc

在共发射极电压放大器中，为了取出晶体管输出端的被放大信号电压Use(动态信号)，需要在集电极串接一只电阻Rc。这样一来，当集电极电流Ic通过时，在Re上产生一电压降IcRc，输出电压由晶体管c-e之间取出，即Usc=Uce=Ec-IcRc，所以Use也和IcRc —样随输入电压Ui的发生而相应地变化。

1.4基极电源Eb

为了使晶体管产生电流放大作用，除了保证集电结处于反向偏置外，还须使发射结处于正向偏置，Eb的作用就是向发射结提供正向偏置电压，并配合适当的基级电阻Rb，以建立起一定的静态基极电流Ib。当Vbe很小时，Ib=0，只有当Vbe超过某一值时(硅管约0.5V，锗管约0.2V，称为门槛电压)，管子开始导通，出现Ib。随后，Ib将随Vbe增大而增大，但是，Vbe和Ib的关系不是线性关系：当Vbe大于0.7V后，Vbe再增加一点点，Ib就会增加很多。晶体管充分导通的Vbe近似等于一常数(硅管约0.5V，锗管约 0.5V)。

硅晶体管

2.工作状态判断

2.1放大区

晶体管工作在放大区时，其发射结(b、e极之间)为正偏，集电结(b、c极之间)为反偏。对于小功率的NPN型硅，呈现为 Vbe≈0.7V，Vbc≤0V(具体数值视电源电压Ec与有关元件的数值而定)：对于NPN型锗管，Vbe≈0.2V，Vbc≤0V;对于PNP型的晶体管，上述电压值的符号相反，即小功率PNP型硅管Vbe≈-0.7V，Vbc≥0V;对于小功率PNP型锗管，Vbe≈-0.2V，Vbc≥0V。如果在检测电路中发现晶体三极管极间电压为上述数值，即可判断该晶体管工作在放大区，由该晶体管组成的这部分电路为放大电路。

另外，由晶体管组成的振荡电路中，也是工作在放大区，但由于晶体管的输出经选频谐振回路并同相反馈到其b、C极之间，使电路起振，那么b、e极之间的电压Ube，对于硅管来说就小于0.7V 了(一般为0.2V左右)。如果检测出Vbe≤0.7V，且用导线短接选频谐振电路中的电感使电路停振时Vbe≈0.7V，则可判断该电路为振荡电路。

2.2截止区

晶体管工作在截止区时，发射结与集电结均为反偏，而在实际的电路中，发射结也可以是零偏置。这样 对于小功率NPN型晶体管，呈现为Vbe≤0，Vbc≤0V(具体数值主要决定于电源电压Ec);对于小功率NPN型晶体管，呈现为 Vbe≥0V，Vbc≥0V，此时的 Vce≈Ec，如果我们检测出电路中晶体管间电压为上述情况，则可判断该晶体管工作在截止区。

2.3饱和区

晶体管工作在饱和区时，其发射结与集电结均为正偏。对于小功率NPN型硅管，呈现为Vbe≈0.7V(略大于工作在放大区时的数 值)，Vbc≥0V (不大于Vbe的值);对于小功率NPN型锗管，类似地有Vbe≥0.2V(略大于工作在放大区时的值)，Vbc≥0V (不大于Vbe的值)。对于PNP型的晶体管，上述电压值的符号相反，即小功率的PNP型硅管，Vbe≥-0.7V，Vb≤0V(不小于Vbe的 值;小功率PNP型锗管，Vbe≤-2V，Vbc≤0V(不小于Vbe的值)。一般情况下，此时的Vce≈0.3V(硅管)或 Vce≈0.1V(锗管)，如果我们检测出电路中的晶体管极间电压符合上述情况，则可判断该晶体管工作在饱和区。

需要注意的是：在有些电子电路中，如开关电路、数字电路等，晶体管工作在截止区与饱和区之间相互转换，如图所示。当A点为0V时，EB通过R1、R2分压使基极处于负电 压，发射结反偏;同时集电结也是反偏的，那么晶体管T截止;当A点输入为6V时，R1、R2分压使晶体管发射结正偏，产生足够大的基极电流使晶体管饱和导 通，输出端L约为0.3V，此时集电结也为正偏。检测电路是否正常时，可以分别使A端输人0V与6V的电压，并分别测量两种情况下的晶体管极间电压， 看是否符合上述截止与饱和的情况，从而就可以判断该电路工作是否正常。

截止区与饱和区互换

以上就是晶体管工作状态的判断介绍了。电路在设计时，可根据电路的要求，让晶体管工作在不同的区域以组成放大电路、振荡电路、开关电路等，如果晶体管因某种原因改变了原来的正常工作状态，就会使电路工作失常;电子产品出现故障，这时就要对故障进行分析，首要的工作就是按前述方法检查晶体管的工作状态。

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