三極管的倒置狀態(tài)概念及應用分析

1、什么是三極管的倒置狀態(tài)?

集電結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)反偏，為倒置狀態(tài);集電結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，為飽和狀態(tài);集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)反偏，為倒截止態(tài);集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，為放大狀態(tài);

2、對三極管倒置狀態(tài)的分析

實際上，當NPN型三極管的三個電極電位關(guān)系為UE>UB>UC時，三極管內(nèi)兩個PN結(jié)的狀態(tài)為be結(jié)反偏，bc結(jié)正偏。這時三極管工作在“倒置”狀態(tài)。倒置狀態(tài)的三極管其工作原理與放大狀態(tài)相似，bc結(jié)正偏時，集電區(qū)發(fā)射電子，一部分自由電子在基區(qū)和空穴復合形成基極電流，另一部分電子被反偏的發(fā)射結(jié)“收集”形成發(fā)射極電流。倒置時由于三極管集電區(qū)摻雜濃度不高，發(fā)射的電子少，同時由于發(fā)射區(qū)面積小，最終收集的電子也少，形成的電流很小，因此三極管沒有放大能力。倒置狀態(tài)的三極管β是小于1的。當增大“倒置”三極管的基極電流時，倒置的三極管也可以進入飽和狀態(tài)，但這時基極電流較大，同時管子的導通壓降比正接時要小得多。由21ic整理。

3、對三極管倒置放大的理解

①三極管工作于倒置狀態(tài)時相當于把發(fā)射極與集電極對調(diào)使用(即集電極當作發(fā)射極使用，發(fā)射極當作集電極使用)，倒置時的三極管同樣具有三種工作狀態(tài)。但是等效集電極電流(IE)與基極電流的比值即β要比正接時小得多，所以要使倒置的三極管進入飽和區(qū)，所需的基極驅(qū)動電流要比正接時大得多，但是倒置時的管壓降要比正接時的小。

4、三極管倒置狀態(tài)的應用

①TTL數(shù)字集成電路中作為信號輸入用的多發(fā)射極三極管，當輸入為高電平1時，就是一個倒置使用的三極管。三極管在倒置使用時，它的兩個PN結(jié)的偏置情況與工作在放大狀態(tài)時是相反的：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)正向偏置。因此，集電結(jié)可能燒毀，而發(fā)射結(jié)可能擊穿。但是，由于工作于倒置狀態(tài)的三極管的電壓放大倍數(shù)β通常很小，如平面三極管倒置使用時的β值約為0.1～0.5，因此一般不會出現(xiàn)燒壞的情況。目前已經(jīng)很少使用三極管作倒置狀態(tài)。

②在使用萬用表檢測判斷三極管的三個電極時，可以通過“三顛倒”方法找到基極和并判斷三極管的管型，而集電極和發(fā)射極的判斷就需使用三極管的倒置狀態(tài)。以NPN型三極管為例，萬用表選擇歐姆檔的R×100或R×1K量程，按照圖1所示，用手指捏住三極管的基極和未知電極，將萬用表黑表筆接未知電極Y，紅表筆接X極，觀察表針偏轉(zhuǎn)角度。再按照圖2所示連接，觀察表針偏轉(zhuǎn)角度。比較兩次指針偏轉(zhuǎn)角度，偏轉(zhuǎn)大的那一次黑表筆接的是集電極。這種判斷方法的兩種接線方式對應了三極管的兩種狀態(tài)：放大狀態(tài)和倒置狀態(tài)。其中指針偏轉(zhuǎn)小的那次，黑表筆(萬用表內(nèi)直流電源正極)接三極管的發(fā)射極。此時，三極管三個電極的電位關(guān)系為UE>UB>UC，三極管工作在倒置狀態(tài)，萬用表表針偏轉(zhuǎn)所通過的電流為發(fā)射極電流，因為這個電流較小，所以指針偏轉(zhuǎn)較小。另一種接線方式對應為三極管的放大狀態(tài)，通過指針的電流為集電極電流這個電流較大，對應萬用表的指針偏轉(zhuǎn)也較大。