如何快速确定三极管的工作状态三极管的三种工作状态分析判断
简述三极管的三种工作状态
简述三极管的三种工作状态
一、饱和状态
饱和状态是指三极管的输入电流大于输出电流的状态。
在饱和状态下，三极管的基极电压为正，使得基极与发射极之间的PN结正向偏置，导致电流大量流过集电极和发射极之间的PN结，使得三极管处于导通状态。
饱和状态下，三极管的放大倍数较小，输出电流较大，且输出电压与输入电压之间的线性关系不太明显。
二、截止状态
截止状态是指三极管的输入电流小于输出电流的状态。
在截止状态下，三极管的基极电压为负，使得基极与发射极之间的PN结反向偏置，导致电流无法流过集电极和发射极之间的PN结，使得三极管处于截止状态。
截止状态下，三极管的放大倍数为0，输出电流为0，且输出电压与输入电压之间的线性关系不成立。
三、放大状态
放大状态是指三极管的输入电流与输出电流之间的比例关系较大的状态。
在放大状态下，三极管的基极电压为正，使得基极与发射极之间的PN结正向偏置，导致电流流过集电极和发射极之间的PN结，使得三极管处于导通状态。
放大状态下，三极管的放大倍数较大，输出电流较小，且输出电压与输入电压之间存在线性关系。
总结：
三极管的三种工作状态分别是饱和状态、截止状态和放大状态。
饱和状态下，输入电流大于输出电流，三极管导通；截止状态下，输入电流小于输出电流，三极管截止；放大状态下，输入电流与输出电流之间存在较大的比例关系，三极管放大。
三种工作状态在电子电路中具有不同的应用，能够实现信号放大、开关控制等功能。
掌握三极管的工作原理和工作状态对于电子工程师来说是非常重要的基础知识，能够帮助他们设计和调试电子电路，实现各种功能需求。
三极管三种工作状态详解
三极管的三种工作状态三极管的三种工作状态（放大、截止、饱和）；放大电路的静态、动态；直流通路、交流通路；截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。
一般将IB≤0的区域称为截止区, 在图中为IB＝0的一条曲线的以下部分。
此时IC也近似为零。
由于各极电流都基本上等于零, 因而此时三极管没有放大作用。
其实IB＝0时, IC并不等于零, 而是等于穿透电流ICEO。
一般硅三极管的穿透电流小于1μA, 在特性曲线上无法表示出来。
锗三极管的穿透电流约几十至几百微安。
当发射结反向偏置时, 发射区不再向基区注入电子, 则三极管处于截止状态。
所以, 在截止区, 三极管的两个结均处于反向偏置状态。
对NPN三极管, UBE＜0, UBC＜0。
放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。
此时发射结正向运用, 集电结反向运用。
在曲线上是比较平坦的部分, 表示当IB一定时, IC 的值基本上不随UCE而变化。
在这个区域内,当基极电流发生微小的变化量ΔIB时, 相应的集电极电流将产生较大的变化量ΔIC, 此时二者的关系为ΔIC＝βΔIB该式体现了三极管的电流放大作用。
对于NPN三极管, 工作在放大区时UBE≥0.7V, 而UBC＜0。
饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
3极管的三种工作状态
3极管的三种工作状态引言三极管（transistor）是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。
它是一种半导体器件，由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
三极管的工作状态可以分为三种：放大状态、截止状态和饱和状态。
本文将详细介绍三极管的三种工作状态及其特点。
1. 放大状态放大状态是三极管最常见的工作状态之一。
在放大状态下，三极管被用作信号放大器，将输入的弱信号放大到合适的幅度。
放大状态下的三极管可以分为NPN型和PNP型两种。
1.1 NPN型三极管的放大状态NPN型三极管中，发射区掺杂为N型半导体，基区掺杂为P型半导体，集电区掺杂为N型半导体。
在放大状态下，NPN型三极管的工作原理如下：1.电流流向：当输入信号施加到基极时，基极电流（IB）会引起发射极电流（IE）的变化，进而控制集电极电流（IC）的变化。
这种电流放大的作用使得输入信号能够被放大。
2.放大倍数：NPN型三极管的放大倍数由集电极电流和基极电流的比值（IC/IB）决定。
一般来说，NPN型三极管的放大倍数较高，可以达到几十到几百倍。
3.特点：放大状态下的NPN型三极管具有低输入阻抗、高输出阻抗、大电流放大倍数等特点。
1.2 PNP型三极管的放大状态PNP型三极管中，发射区掺杂为P型半导体，基区掺杂为N型半导体，集电区掺杂为P型半导体。
PNP型三极管的放大状态与NPN型三极管类似，但电流的流向相反。
1.电流流向：当输入信号施加到基极时，基极电流（IB）会引起发射极电流（IE）的变化，进而控制集电极电流（IC）的变化。
这种电流放大的作用使得输入信号能够被放大。
2.放大倍数：PNP型三极管的放大倍数由集电极电流和基极电流的比值（IC/IB）决定。
一般来说，PNP型三极管的放大倍数较高，可以达到几十到几百倍。
3.特点：放大状态下的PNP型三极管具有低输入阻抗、高输出阻抗、大电流放大倍数等特点。
2. 截止状态截止状态是三极管的一种工作状态，也称为关断状态。
晶体三极管工作条件及工作状态的判断
晶体三极管工作条件及工作状态的判断晶体三极管有三个工作区，即放大区、截止区、饱和区。
电路设计时，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，如果三极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，这时就要对故障开展分析，首要的工作就是按前述方法检查三极管的工作状态。
为了对晶体管工作在三个区域的情况有一个较明确的认识。
对于具体的检测工作，要注意两点问题：一是最好使用内阻较大的数字万用表开展测量，以减少测量误差，同时防止直接测量时因万用表的内阻小引起三极管工作状态的改变;二是最好分别测量晶体三极管各极对地的电压，然后计算出Ube.Ubc或Uce的值，防止诱发电路故障的可能性。
一、晶体管工作的条件1.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。
2.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，使弱信号变为强信号。
能量的来源是靠Ec的维持，而不是晶体管自身。
3.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=O，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)。
三极管工作状态的判别
Vb＞Ve
VC＞Vb
VC ＞Vb＞Ve
条件：发射结正偏、集电结反偏
想一想 NPN型三极管分析得出的结论是不是也适用于PNP型三极管?
发射结正偏（P接正，N接负）
集电结反偏（P接负，N接正）
Ve ＞Vb
Vb＞VC
试验： PNP型三极管工作在放大状态
VT
C
B
E
(P)
(P)
(N)
Ve＞Vb＞VC (PNP型）
Vc＞Vb＞Ve (NPN型）
结论：PNP型三极管与NPN型三极管的各工作状态各级的电位关系相反
条件：发射结正偏、集电结反偏
比一比：三极管工作状态
项目 状态
条件
NPN型各级电位关系
PNP型各级电位关系
饱和状态
放大状态
反
截止状态
正
反
正
Vb＜Ve
Vb＜Vc
Ve＞Vb＞Vc
0.3v
0v
-2v
a）
6v
1.3v
2v
-2v
-1v
1v
b）
c）
d）
截止
放大
放大
饱和
Vb＞Ve
发射结 集电结
发射结 集电结
发射结 集电结
Vb＞Ve
Vb＞Vc
Vc＞Vb＞Ve
Vb＜Ve
判别三极管工作状态的步骤
判断三极管的结构型号
比较Vb与Ve、Vb与Vc之间的大小
对照表格确定三极管的工作状态
拓展练习
5v
2.3v
3v
已知三极管三个级的电位如图所示，判别下列三极管所处的工作状态？
三极管工作状态的判别
三极管的工作状态及电压测量
三极管的工作状态及电压测量三极管的正偏与反偏：给PN结加的电压和PN结的允许电流方向一致的叫正偏，否则就是反偏。
即当P区电位高于N区电位时就是正偏，反之就是反偏。
例如NPN型三极管，位于放大区时，Uc>Ub集电极反偏，Ub>Ue发射极正偏。
总之，当p型半导体一边接正极、n 型半导体一边接负极时，则为正偏，反之为反偏。
NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。
NPN是用B一E 的电流（IB）控制C一E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E-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<><>三极管的三种工作状态1.放大区发射结正偏，集电结反偏。
对于NPN管来说，发射极正偏即基极电压Ub〉发射极电压Ue，集电结反偏就是集电极电压Uc>基极电压b。
放大条件：NPN管：Uc>Ub>Ue；PNP管：Ue>Ub>Uc。
2.饱和区发射结正偏、集电结正偏BE、CE两PN结均正偏。
即饱和导通条件：NPN管：Ub>Ue，Ub>Uc，PNP型管：Ue>Ub，Uc>Ub。
饱合状态特征是：三极管的电流Ib、Ic都很大，但管压Uce却很小，Uce~0。
这时三极管的c、e极相当于短路，可看成是一个开关的闭合。
饱和压降，一般在估算小功率管时，对硅管可取0.3V，对储管取0.1V。
此时的，iC几乎仅决定于Ib，而与Uce无关，表现出Ib对Ic的控制作用。
3.截止区发射结反偏，集电结反偏。
由于两个PN结都反偏，使三极管的电流很小，Ib~0，Ic～0，而管压降Uce却很大。
这时的三极管c、e极相当于开路，可以看成是一个开关的断开。
三极管三种工作区的电压测量如何判断电路中的一个NPN硅晶体管处于饱和，放大，截止状态，用电压表测基极与射极间的电压Ube。
三极管状态判断
三极管状态判断NPN管:放大状态Vc>Vb>Ve,饱和状态Vb>ve,Vb>vc,截止状态Vc=+V,Vb=0PNP管:放大状态Ve>Vb>Vc,饱和状态Vb<ve,Vb<vc,截止状态Vc=-V(负电源供电)饱和状态时Vce为0.2V(npn和pnp管都是一样的)静态工作点可以测量出来发射结和集电结都是正向偏置时就已经饱和了.此时,Ube>Uce.当晶体管的Ube增大时,Ic不是明显的增大说明进入饱和状态,对于小功率管,可以认为当Uce=Ube,即Ucb=0时,处于临界饱三极管简介晶体三极管的结构和类型晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。
发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
三极管的封装形式和管脚识别常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e b c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e b c。
目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
图说三极管的三个工作状态
抛开三极管部空穴和电子的运动，还是那句话只谈应用不谈原理，希望通过下面的“图解”让初学者对三极管有一个形象的认识。
三极管是一个以b（基极）电流Ib来驱动流过CE的电流Ic的器件，它的工作原理很像一个可控制的阀门。
左边细管子里蓝色的小水流冲动杠杆使大水管的阀门开大，就可允许较大红色的水流通过这个阀门。
当蓝色水流越大，也就使大管中红色的水流更大。
如果放大倍数是100,那么当蓝色小水流为1千克/小时，那么就允许大管子流过100千克/小时的水。
三极管的原理也跟这个一样，放大倍数为100时，当Ib（基极电流）为1mA 时，就允许100mA 的电流通过Ice有了这个形象的解释之后，我们再来看一个单片机里常用的电路我们来分析一下这个电路，如果它的放大倍数是100,基极电压我们不计。
基极电流就是10V&pide;10K=1mA，集电极电流就应该是100mA。
根据欧姆定律，这样Rc上的电压就是0.1AX 50 Q =5V。
那么剩下的5V 就吃在了三极管的C、E极上了。
好！现在我们假如让Rb为1K,那么基极电流就是10V&pide;1K=10mA，这样按照放大倍数100算，Ic就是不是就为1000mA 也就是1A 了呢？假如真的为1安，那么Rc上的电压为1A X 50 Q =50V。
啊？50V! 都超过电源电压了，三极管都成发电机了吗？其实不是这样的。
见下图:我们还是用水管流水来比喻电流，当这个控制电流为10mA 时使主水管上的阀开大到能流过1A 的电流，但是不是就能有1A 的电流流过呢？不是的，因为上面还有个电阻，它就相当丁是个固定开度的阀门，它申在这个主水管的上面，当下面那个可控制的阀开度到大丁上面那个固定电阻的开度时，水流就不会再增大而是等丁通过上面那个固定阀开度的水流了，因此，下面的三极管再开大开度也没有用了。
因此我们可以计算出那个固定电阻的最大电流10V/50 Q =0.2A 也就是200mA。
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如何快速确定三极管的工作状态三极管的三种工作状态分析判断有放大、饱和、截止三种工作状态，放大电路中的三极管是否处于放大状态或处于何种工作状态，对于学生是一个难点。
笔者在长期的教学实践中发现，只要深刻理解三极管三种工作状态的特点，分析电路中三极管处于何种工作状态就会容易得多，下面结合例题来进行分析。
一、三种工作状态的特点
1.三极管饱和状态下的特点
要使三极管处于饱和状态，必须基极电流足够大，即IB≥IBS。
三极管在饱和时，集电极与发射极间的饱和电压(UCES)很小，根据三极管输出电压与输出电流关系式UCE=EC-ICRC，所以IBS=ICS/β=EC-UCES/β≈EC/βRC。
三极管饱和时，基极电流很大，对硅管来说，发射结的饱和压降UBES=0.7V(锗管UBES=-0.3V)，而UCES=0.3V，可见，UBE>0，UBC>0，也就是说，发射结和集电结均为正偏。
三极管饱和后，C、E 间的饱和电阻RCE=UCES/ICS，UCES 很小，ICS 最大，故饱和电阻RCES很小。
所以说三极管饱和后G、E 间视为短路，饱和状态的NPN 型三极管等效电路如图1a 所示。
2.三极管截止状态下的特点要使三极管处于截止状态，必须基极电流IB=0，此时集电极IC=ICEO≈0(ICEO 为穿透电流，极小)，根据三极管输出电压与输出电流关系式UCE=EC-ICRC，集电极与发射极间的电压UCE≈EC。
三极管截止时，基极电流IB=0，而集电极与发射极间的电压UCE≈ECO 可见，UBE≤0，UBC1V 以上，UBE>0，UBC
二、确定电路中三极管的工作状态
下面利用三极管三种工作状态的特点和等效电路来分析实际电路中三极管的工作状态。
例题：图2 所示放大电路中，已知EC=12V，β=50，Ri=1kΩ，Rb=220kΩ，Rc=2kΩ，其中Ri 为输入耦合电容在该位置的等效阻抗。
问：1.当输入信号最大值为+730mV，最小值为-730mV 时，能否经该电路顺利放大?2.当β=150 时，该电路能否起到正常放大作用?。