今天說(shuō)的主題是：三極管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)的判斷。

我為什么選擇這個(gè)話題呢?原因是我在工作中發(fā)現(xiàn)，有些同學(xué)在使用三極管來(lái)設(shè)計(jì)電路時(shí)，分不清設(shè)計(jì)電路中的三極管是工作在截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。

我們知道，三極管有電流放大作用，電流放大作用是運(yùn)用了三極管的放大區(qū)，飽和區(qū)和截至區(qū)都沒(méi)有電流放大作用，如果我們?cè)O(shè)計(jì)的電路本來(lái)是要實(shí)現(xiàn)三極管的電流放大作用，但外圍電路參數(shù)設(shè)定不合理讓三極管工作在飽和區(qū)或者截至區(qū)，因此這樣的電路就不能實(shí)現(xiàn)電流放大作用。我們應(yīng)該通過(guò)什么方法去判斷自己設(shè)計(jì)的三極管電路工作在什么狀態(tài)是很有必要的。

1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了方便給大家講解三極管的三個(gè)工作區(qū)的判斷，我將通過(guò)圖1這個(gè)電路用來(lái)分析：圖中，U1電壓表測(cè)試的是集電極的電壓Vc，電壓表U2測(cè)試的基集電壓Vbe，我們就是通過(guò)這兩個(gè)電壓來(lái)判斷三極管的工作區(qū)的，直流電源V1是起到給基集加工作電壓的作用。

圖 1三極管工作區(qū)判斷演示電路

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1截至區(qū)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

①　把直流電源V1初始值設(shè)置為0V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖2所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0V，U1的讀數(shù)為11.999V，這和12V沒(méi)有區(qū)別，換句話說(shuō)流過(guò)電阻1000Ω的電流幾乎為零，三極管沒(méi)有開(kāi)啟動(dòng)作，故三極管工作在截至區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

圖 2 V1為0V時(shí)的仿真結(jié)果

②　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.3V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖3所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.3V，U1的讀數(shù)為11.999V，這和12V沒(méi)有區(qū)別，換句話說(shuō)流過(guò)電阻1000Ω的電流幾乎為零，三極管沒(méi)有開(kāi)啟動(dòng)作，故三極管工作在截至區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

圖 3 V1為0.3V時(shí)的仿真結(jié)果

③　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.55V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖4所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.55V，U1的讀數(shù)為11.816V，這和12V也沒(méi)有太大區(qū)別，但是比之前流過(guò)電阻1000Ω的電流變大了點(diǎn)，三極管處于微導(dǎo)通的狀態(tài)，雖然工作起來(lái)了一點(diǎn)，但是作用微小，故三極管還是工作在截至區(qū)，此時(shí)：基集電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

圖 4 V1為0.55V時(shí)的仿真結(jié)果

2.2 放大實(shí)驗(yàn)過(guò)程

①　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.58V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖5所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.58V，U1的讀數(shù)為11.445V，此時(shí)流過(guò)電阻1000Ω的電流開(kāi)始變大，三極管開(kāi)啟狀態(tài)變大，故三極管工作開(kāi)始由截至區(qū)進(jìn)入了放大區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe較為接近0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

圖 5 V1為0.58V時(shí)的仿真結(jié)果

②　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.63V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖6所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.63V，U1的讀數(shù)為8.574V，此時(shí)流過(guò)電阻1000Ω的電流開(kāi)始變大，三極管開(kāi)啟狀態(tài)變大，故三極管完全進(jìn)入了放大區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe較為接近0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

圖 6 V1為0.63V時(shí)的仿真結(jié)果

③　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.66V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖6所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.66V，U1的讀數(shù)為2.324V，此時(shí)流過(guò)電阻1000Ω的電流開(kāi)始變大，三極管開(kāi)啟狀態(tài)變大，故三極管進(jìn)入了深度放大區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe較為接近0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

圖 7 V1為0.66V時(shí)的仿真結(jié)果

2.3 飽和區(qū)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

①　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.67V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖5所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.67V，U1的讀數(shù)為0.093V，此時(shí)流過(guò)電阻1000Ω的電流很大，三極管開(kāi)啟狀態(tài)進(jìn)一步變大，故三極管工作開(kāi)始由放大區(qū)進(jìn)入了飽和區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe接近0.7V，并且基集電壓Vbe大于集電極電壓Vc;

圖 8 V1為0.67V時(shí)的仿真結(jié)果

②　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.68V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖8所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.67V，U1的讀數(shù)為0.055V，此時(shí)流過(guò)電阻1000Ω的電流很大，三極管開(kāi)啟狀態(tài)進(jìn)一步變大，三極管完全進(jìn)入了飽和區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe接近0.7V，并且基集電壓Vbe大于集電極電壓Vc;

圖 9 V1為0.68V時(shí)的仿真結(jié)果

③　把直流電源V1初始值設(shè)置為0.7V時(shí)，仿真數(shù)據(jù)如圖8所示，此時(shí)U2的讀數(shù)為0.7V，U1的讀數(shù)為0.03V，此時(shí)流過(guò)電阻1000Ω的電流很大，三極管開(kāi)啟狀態(tài)進(jìn)一步變大，三極管完全進(jìn)入了深度飽和區(qū)，此時(shí)：基集電壓Vbe為0.7V，并且基集電壓Vbe大于集電極電壓Vc;

圖 10 V1為0.7V時(shí)的仿真結(jié)果

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)，我們可以總結(jié)出三極管三個(gè)工作區(qū)的判定法則：

? 截至區(qū)時(shí)，基集電壓Vbe遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

? 放大區(qū)時(shí)，基集電壓Vbe較為接近0.7V，并且基集電壓Vbe小于集電極電壓Vc;

? 飽和區(qū)時(shí)，基集電壓Vbe接近0.7V或者為0.7V，并且基集電壓Vbe大于集電極電壓Vc;