三极管饱和增益的陷阱
截止、饱和失真的原理及解决方法
摘要：晶体三极管在现代电路中有着广泛的应用，其主要功能是放大功能和开关功能，本文主要针对三极管的放大功能进行分析，重点介绍了晶体管在放大电路中出现的非线形失真的原因进行了深入的分析，最后给出了非线形失真的原因极其解决办法。
关键词：晶体三极管放大电路非线形失真解决办法1 三极管的非线形失真当我们用三极管对信号进行放大的时候，目的是对信号有一定比例地放大，如果不能按比例放大，放大后的信号与原信号相比就改变了性质，这种现象我们称之为信号失真，而这种失真是由于对原信号进行非线形放大而产生的，我们称为非线形失真。
2 非线形失真产生的原因及分类图一2.1 截止失真现在以NPN型三极管为例说明晶体三极管的工作原理及失真原因的分析，三极管的结构和符号三极管的发射节相当于一个二极管，而二极管具有单向导电性，其所加电压与通过电流与二极管的伏安特性相同。
只有加到发射节上的电压高于U on(开启电压)时，发射节才有电流通过，而当发射节被加反向电压时（只要不超过其反向击穿电压），只有很小的反向电流通过，我们认为这种情况下三极管处于截止状态，而在实际应用中，我们会遇到各种各样的信号需要放大，有较强的信号，有较弱的信号，也有反向的信号，根据PN结的特性，当加到发射结上的信号为较弱的信号（小于开启电压），或者是反向信号时，发射结是截止的，三极管是不能起到放大的作用，输出的信号，也出现严重的失真，此时的失真，称为截止失真。
2.2 饱和失真在了解三极管的饱失真前，我们先了解一下三极管的饱和导通，我们知道，当三极管的的发射结被加正向电压且U BE>U on，三极管的发射结有电流通过，以NPN三极管为例，三极管的工作过程是这样的：当发射结加正向电压时，发射区通过扩散运动向基区发射电子，形成发射极电流I E；其中一小部分与基区的空穴复合，形成基极电流I B，又由于集电极加反向电压，所以从发射极出来的大部分电子在集电极电压作用下通过漂移运动到达集电极，形成集电极电流I C。
三极管 饱和状态
三极管饱和状态三极管是一种重要的电子器件，广泛应用于电子技术领域。
在三极管的工作状态中，饱和状态被认为是其中最重要的一种。
饱和状态是指三极管导通时，集电极与基极之间的电压小于其阈值，且在输入信号范围内，输出信号的变化极小。
下面将从三极管原理、饱和状态特征、饱和状态的应用以及饱和状态的优化方面进行详细介绍。
首先，我们需要了解三极管的原理。
三极管由三层半导体材料构成，包括P型半导体材料和两个N型半导体材料。
其中，P型半导体材料是基极，两个N型半导体材料分别是发射极和集电极。
通过外加电压和输入信号的作用，可以控制三极管的导通和截止状态。
接下来，我们将介绍三极管的饱和状态特征。
当输入信号使基极-发射极电压大于三极管的阈值电压时，三极管会进入饱和状态。
此时，集电极-发射极电压小于或等于零，基极电流和集电极电流之间有较大的放大作用。
饱和状态的应用非常广泛。
在数字电路中，三极管的饱和状态被用于实现逻辑门电路。
常见的与门、或门、非门等逻辑门电路都可以通过三极管的饱和状态来实现。
此外，在放大电路中，饱和状态也是一种常用的工作状态。
通过合理选择电路参数和输入信号，可以实现放大信号的目的。
然而，饱和状态在实际应用中也存在一些问题，如功耗较高、信号失真等。
为了优化饱和状态的性能，可以采取一些措施。
例如，选择适当的输入信号幅值和频率，减小电路中的接地电阻，优化电路布局等。
这些措施可以有效地降低功耗，减小信号失真，提高饱和状态的工作效果。
综上所述，三极管的饱和状态是一种重要的工作状态。
在理解其原理和特征的基础上，我们可以将其应用于数字电路和放大电路中。
同时，为了优化饱和状态的性能，我们还可以采取一些措施。
通过不断地学习和研究，我们可以更好地理解三极管的饱和状态，并在实际应用中发挥其作用。
pnp三极管饱和条件
pnp三极管饱和条件PNP三极管饱和条件PNP三极管是一种常用的电子元件，它在电子电路中起着重要的作用。
在正常工作状态下，PNP三极管有两个主要工作区域：放大区和饱和区。
本文将重点讨论PNP三极管的饱和条件。
PNP三极管的饱和条件是指在特定的电路条件下，使PNP三极管处于饱和状态的一系列条件。
在饱和状态下，PNP三极管的集电极和基极之间的电压小于或等于0.2V，而发射极和基极之间的电压大于或等于0.6V。
我们来看一下PNP三极管的结构。
PNP三极管由三个掺杂不同的半导体材料组成，从而形成两个p-n结。
其中，两个P型半导体夹在一个N型半导体之间。
集电极连接到P型半导体，发射极连接到N 型半导体，而基极则连接到两个P型半导体之间的N型半导体区域。
当PNP三极管处于饱和状态时，集电极和基极之间的电压小于或等于0.2V。
这是因为在饱和状态下，N型半导体中的电子和P型半导体中的空穴会相互结合，形成一个电流通道，使集电极和基极之间的电压降低。
而发射极和基极之间的电压大于或等于0.6V。
这是因为在饱和状态下，N型半导体中的电子会被推动向P型半导体，产生电流。
为了使PNP三极管达到饱和状态，我们需要满足以下几个条件：1.基极电流要足够大。
基极电流的大小决定了发射极和基极之间的电压。
只有当基极电流足够大时，才能使发射极和基极之间的电压大于或等于0.6V，从而使三极管处于饱和状态。
2.集电极电压要足够低。
集电极电压的大小决定了集电极和基极之间的电压。
只有当集电极电压小于或等于0.2V时，才能使三极管处于饱和状态。
3.发射极电流要足够大。
发射极电流的大小与基极电流密切相关。
只有当发射极电流足够大时，才能保证基极电流足够大，从而使三极管处于饱和状态。
4.基极-发射极电压要足够大。
基极-发射极电压的大小决定了发射极和基极之间的电压。
只有当基极-发射极电压大于或等于0.6V时，才能使三极管处于饱和状态。
总结起来，PNP三极管的饱和条件可以归纳为：基极电流足够大，集电极电压足够低，发射极电流足够大，以及基极-发射极电压足够大。
三极管饱和及深度饱和状态的理解和判断
三极管饱和及深度饱和状态的理解和判断————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：三极管饱和及深度饱和状态的理解和判断三极管饱和问题总结：1.在实际工作中，常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。
根据Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和;倍数越大，饱和程度就越深。
2.集电极电阻越大越容易饱和;3.饱和区的现象就是：二个PN结均正偏，IC不受IB之控制问题：基极电流达到多少时三极管饱和?解答：这个值应该是不固定的，它和集电极负载、β值有关，估算是这样的：假定负载电阻是1K，VCC是5V，饱和时电阻通过电流最大也就是5mA，用除以该管子的β值(假定β=100)5/100=0.05mA=50μA，那么基极电流大于50μA就可以饱和。
对于9013、9012而言，饱和时Vce小于0.6V，Vbe小于1.2V。
下面是9013的特性表：问题：如何判断饱和?判断饱和时应该求出基级最大饱和电流IBS，然后再根据实际的电路求出当前的基级电流，如果当前的基级电流大于基级最大饱和电流，则可判断电路此时处于饱和状态。
饱和的条件：1.集电极和电源之间有电阻存在且越大就越容易管子饱和;2.基集电流比较大以使集电极的电阻把集电极的电源拉得很低，从而出现b较c电压高的情况。
影响饱和的因素：1.集电极电阻越大越容易饱和;2.管子的放大倍数放大倍数越大越容易饱和;3.基集电流的大小;饱和后的现象：1.基极的电压大于集电极的电压;2.集电极的电压为0.3左右，基极为0.7左右(假设e极接地)谈论饱和不能不提负载电阻。
假定晶体管集-射极电路的负载电阻(包括集电极与射极电路中的总电阻)为R，则集-射极电压Vce=VCC-Ib*hFE*R，随着Ib的增大，Vce减小，当Vce<0.6V时，B-C结即进入正偏，Ice已经很难继续增大，就可以认为已经进入饱和状态了。
三极管饱和状态判定
本文介绍了三极管饱和及深度饱和状态的理解和判断。
三极管饱和问题总结：1.在实际工作中，常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。
根据Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和;倍数越大，饱和程度就越深。
2.集电极电阻越大越容易饱和;3.饱和区的现象就是：二个PN结均正偏，IC不受IB之控制问题：基极电流达到多少时三极管饱和?解答：这个值应该是不固定的，它和集电极负载、β值有关，估算是这样的：假定负载电阻是1K，VCC是5V，饱和时电阻通过电流最大也就是5mA，用除以该管子的β值(假定β=100)5/100=0.05mA=50μA，那么基极电流大于50μA就可以饱和。
对于9013、9012而言，饱和时Vce小于0.6V，Vbe小于1.2V。
下面是9013的特性表：问题：如何判断饱和?判断饱和时应该求出基级最大饱和电流IBS，然后再根据实际的电路求出当前的基级电流，如果当前的基级电流大于基级最大饱和电流，则可判断电路此时处于饱和状态。
饱和的条件：1.集电极和电源之间有电阻存在且越大就越容易管子饱和;2.基集电流比较大以使集电极的电阻把集电极的电源拉得很低，从而出现b较c电压高的情况。
影响饱和的因素：1.集电极电阻越大越容易饱和;2.管子的放大倍数放大倍数越大越容易饱和;3.基集电流的大小;饱和后的现象：1.基极的电压大于集电极的电压;2.集电极的电压为0.3左右，基极为0.7左右(假设e极接地)谈论饱和不能不提负载电阻。
假定晶体管集-射极电路的负载电阻(包括集电极与射极电路中的总电阻)为R，则集-射极电压Vce=VCC-Ib*hFE*R，随着Ib的增大，Vce减小，当Vce<0.6V时，B-C结即进入正偏，Ice已经很难继续增大，就可以认为已经进入饱和状态了。
当然Ib如果继续增大，会使Vce再减小一些，例如降至0.3V甚至更低，就是深度饱和了。
三极管临界饱和与深度饱和
三极管饱和及深度饱和状态的理解和判断！三极管饱和问题总结：1.在实际工作中，常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。
根据Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和；倍数越大，饱和程度就越深。
2.集电极电阻越大越容易饱和；3.饱和区的现象就是：二个PN结均正偏，IC不受IB之控制问题：基极电流达到多少时三极管饱和？解答：这个值应该是不固定的，它和集电极负载、β值有关，估算是这样的：假定负载电阻是1K，VCC是5V，饱和时电阻通过电流最大也就是5mA，用除以该管子的β值（假定β=100）5/100=0.05mA=50μA，那么基极电流大于50μA就可以饱和。
对于9013、9012而言，饱和时Vce小于0.6V，Vbe小于1.2V。
下面是9013的特性表：问题：如何判断饱和？判断饱和时应该求出基级最大饱和电流IBS，然后再根据实际的电路求出当前的基级电流，如果当前的基级电流大于基级最大饱和电流，则可判断电路此时处于饱和状态。
饱和的条件： 1.集电极和电源之间有电阻存在且越大就越容易管子饱和；2.基集电流比较大以使集电极的电阻把集电极的电源拉得很低，从而出现b较c电压高的情况。
影响饱和的因素：1.集电极电阻越大越容易饱和；2.管子的放大倍数放大倍数越大越容易饱和；3.基集电流的大小；饱和后的现象：1.基极的电压大于集电极的电压；2.集电极的电压为0.3左右，基极为0.7左右（假设e极接地）谈论饱和不能不提负载电阻。
假定晶体管集-射极电路的负载电阻（包括集电极与射极电路中的总电阻）为R，则集-射极电压Vce=VCC-Ib*hFE*R，随着Ib的增大，Vce减小，当Vce<0.6V时，B-C结即进入正偏，Ice 已经很难继续增大，就可以认为已经进入饱和状态了。
当然Ib如果继续增大，会使Vce再减小一些，例如降至0.3V甚至更低，就是深度饱和了。
什么是三极管放大电路的饱和失真
三极管放大电路的饱和失真是指当输入信号的幅值过大，使得三极管工作于饱和区时，输出信号的波形被截断，失真严重，无法正确地放大输入信号。
在饱和区，三极管的输出电压基本上达到最大值，而无法进一步增大，因此输出信号将被截断，出现失真。
饱和失真的原因是当输入信号的幅值超过三极管的饱和电压时，三极管的集电极-发射极电压无法维持在正常范围内，将会处于饱和状态。
在饱和状态下，三极管无法提供足够的放大增益，导致输出信号失真。
饱和失真在放大电路中是不可忽视的，因为它会导致输出信号的失真，影响到放大电路的准确性和可靠性。
为了避免饱和失真，设计和使用三极管放大电路时，需要合理选择电路参数，控制输入信号的幅值，以确保三极管能够正常工作在放大区而不是饱和区。
截止、饱和失真的原理及解决方法
摘要：晶体三极管在现代电路中有着广泛的应用，其主要功能是放大功能和开关功能，本文主要针对三极管的放大功能进行分析，重点介绍了晶体管在放大电路中出现的非线形失真的原因进行了深入的分析，最后给出了非线形失真的原因极其解决办法。
关键词：晶体三极管放大电路非线形失真解决办法1 三极管的非线形失真当我们用三极管对信号进行放大的时候，目的是对信号有一定比例地放大，如果不能按比例放大，放大后的信号与原信号相比就改变了性质，这种现象我们称之为信号失真，而这种失真是由于对原信号进行非线形放大而产生的，我们称为非线形失真。
2 非线形失真产生的原因及分类图一2.1 截止失真现在以NPN型三极管为例说明晶体三极管的工作原理及失真原因的分析，三极管的结构和符号三极管的发射节相当于一个二极管，而二极管具有单向导电性，其所加电压与通过电流与二极管的伏安特性相同。
只有加到发射节上的电压高于U on(开启电压)时，发射节才有电流通过，而当发射节被加反向电压时（只要不超过其反向击穿电压），只有很小的反向电流通过，我们认为这种情况下三极管处于截止状态，而在实际应用中，我们会遇到各种各样的信号需要放大，有较强的信号，有较弱的信号，也有反向的信号，根据PN结的特性，当加到发射结上的信号为较弱的信号（小于开启电压），或者是反向信号时，发射结是截止的，三极管是不能起到放大的作用，输出的信号，也出现严重的失真，此时的失真，称为截止失真。
2.2 饱和失真在了解三极管的饱失真前，我们先了解一下三极管的饱和导通，我们知道，当三极管的的发射结被加正向电压且U BE>U on，三极管的发射结有电流通过，以NPN三极管为例，三极管的工作过程是这样的：当发射结加正向电压时，发射区通过扩散运动向基区发射电子，形成发射极电流I E；其中一小部分与基区的空穴复合，形成基极电流I B，又由于集电极加反向电压，所以从发射极出来的大部分电子在集电极电压作用下通过漂移运动到达集电极，形成集电极电流I C。
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三极管饱和增益的陷阱
我以前一直很奇怪为什么设计的时候需要使得三极管的电流方法倍数设计在30甚至20倍以下，才能保证三极管饱和，一般在Datasheet 中看到是这样的：
当Ic在增大的时候，线性方法的增益开始慢慢减小。
这张图表很能迷惑人，当我们以为Ic/Ib小于hfe的时候，管子并不是直接进入饱和区的。
也就是说，并不是电流的方法倍数小于hfe 就能保证管子进入饱和状态，在线性输出的时候也是管子最脆弱的时候（压降很大，输出能力有限，电平不对）
以300mA为例，此时的电流放大增益还在100以上，随着Ib的增大，电流放大倍数的减小，三极管慢慢进入饱和状态，在深度饱和状态的电流方法倍数实际上很小。
这里需要区分
饱和：当三极管的基极电流增加而集电极电流不随着增加时进入饱和状态。
深度饱和：当Ib足够大，使得Vce在很小的范围内的时候为深度饱和。
对照上图300mA的时候，Ib接近15mA才能使得管子进入深度饱和，也就是说放大倍数=20，在常温的情况下。
此图是在ONSEMI的上面发掘的，说实话，虽然都是IC提供商，对待数据和图表上，严谨程度还是有区别的。
通过阅读同样一款BC807的NXP的Datasheet，里面有大量的温度曲线（这些实验数据就代表大笔的实验费用）
温度的提升使得hfe变大，换个意思也可以这样表述，要在低温下进入饱和状态，hfe比常温下还要恶劣一些：
饱和压降与好几个因素有关 1.温度：温度越高，压降越小
2.集电极电流：电流越大，压降越大
3.进入深度饱和之前，Ib越大，压降越小
最后比较通用的法则：在通用的二极管下，功率二极管需要另行确认。
设计饱和增益在25以下。
设计饱和电压在0～0.4V。