什么是三極管的倒置狀態(tài)及其作用？

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(shí)際上，當(dāng)NPN型三極管的三個(gè)電極電位關(guān)系為UE>UB>UC 時(shí)，三極管內(nèi)兩個(gè)PN結(jié)的狀態(tài)為be結(jié)反偏，bc結(jié)正偏。這時(shí)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(shí)，集電區(qū)發(fā)射電子，一部分自由電子在基區(qū)和空穴復(fù)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(shí)由于三極管集電區(qū)摻雜濃度不高，發(fā)射的電子少，同時(shí)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(dāng)增大“倒置”三極管的基極電流時(shí)，倒置的三極管也可以進(jìn)入飽和狀態(tài)，但這時(shí)基極電流較大，同時(shí)管子的導(dǎo)通壓降比正接時(shí)要小得多。

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(shí)相當(dāng)于把發(fā)射極與集電極對調(diào)使用(即集電極當(dāng)作發(fā)射極使用，發(fā)射極當(dāng)作集電極使用)，倒置時(shí)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(shí)小得多，所以要使倒置的三極管進(jìn)入飽和區(qū)，所需的基極驅(qū)動(dòng)電流要比正接時(shí)大得多，但是倒置時(shí)的管壓降要比正接時(shí)的小。

4、三極管倒置狀態(tài)的應(yīng)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(dāng)輸入為高電平1 時(shí)，就是一個(gè)倒置使用的三極管。三極管在倒置使用時(shí)，它的兩個(gè)PN 結(jié)的偏置情況與工作在放大狀態(tài)時(shí)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(shí)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(gè)電極時(shí)，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(yīng)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(shí)，三極管三個(gè)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?yàn)檫@個(gè)電流較小，所以指針偏轉(zhuǎn)較小。另一種接線方式對應(yīng)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(gè)電流較大，對應(yīng)萬用表的指針偏轉(zhuǎn)也較大。

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