(3)饱和状态:VI不变,继续减小Rb,当VCE=0.7V时,集电结变为
零偏,称为临界饱和状态,对应E点。此时的集电极电流用ICS表示,基极电流用IBS表示,有:ICSVCCVCC-0.7VVCC
=IBS=≈ICS=
ββRCRCRC
再减小Rb,IB会继续增加,但IC不会再增加,三极管进入饱和状态。饱和时的VCE电压称为饱和压降VCES,其典型值为:VCES≈0.3V。三极管工作在饱和状态的电流条件为:IB>电压条件为:集电结和发射结均正偏
IBS
三种工作状态比较
工作状态条件偏值情况工
集电极电
流作
管压降
截止
放大
饱和
IB≈0
发射结电压<死区电压
0<IB<IBS
发射结正偏集电结反偏
IB>IBS
发射结正偏集电结正偏
IC≈0VCE≈VCC
IC≈βIB
VCE=VCC?ICRC
IC=ICS=VCC/RC
VCE=VCES=0.3V
特
近似的等效电路
点
C、E间等效电阻
很大
相当开关断开
可变
很小
相当开关闭合
例1.4.1电路及参数如图所示,设输入电压VI=3V,三极管的VBE=0.7V。(1)若β=60,试判断三极管是否饱和,并求出IC和VO的值。解:根据饱和条件IB>IBS解题。
3-0.7IB=≈0.023(mA)
100VCC12IBS==≈0.020(mA)
βRC60×10
?IB>IBS ?三极管饱和。
IC=ICS
VCC12==≈1.2(mA)RC10
VO=VCES≈0.3V
(2)将RC改为6.8kΩ,重复以上计算。
IB不变,仍为0.023mA
IBS
VCC12==≈0.029(mA)βRC60×6.8
?IB<IBS ?三极管处在放大状态。
IC=β×IB=60×0.023≈1.4(mA)
VO=VCE=VCC-IC×RC=12-1.4×6.8≈2.48(V)
(3)将RC改为6.8kΩ,再将Rb改为60kΩ,重复以上计算。
3-0.7IB=≈0.038(mA)
60
?IB>IBS ?三极管饱和。
IBS≈0.029mA
IC=ICS
VCC12==≈1.76(mA)RC6.8
VO=VCES≈0.3V
由此可见,Rb、RC、β等参数都能决定三极管是否饱和。
VCCVI
>饱和条件可写为:
RbβRC
即在VI一定(要保证发射结正偏)和VCC一定的条件下,Rb越小,β越大,RC越大,三极管越容易饱和。在数字电路中总是合理地选择这几个参数,使三极管在导通时为饱和导通。
2.三极管的动态特性
(1)延迟时间td——从vi正跳变的瞬间开始,到iC上升到
0.1ICS所需的时间
(2)上升时间tr——iC从0.1ICS
上升到0.9ICS所需的时间。(3)存储时间ts——从vi下跳变的瞬间开始,到iC下降到
0.9ICS所需的时间。
(4)下降时间tf——C从0.9ICS
下降到0.1ICS所需的时间。
开通时间ton= td +tr关断时间toff= ts +tf
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