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基本共射放大电路.png
ube>Uon(开启电压)时,发射区自由电子由扩散运动到达基区 ,此时发射区、基区和集电区都有了自由电子,集电极C和发射极E相当于导通了,这时可以把晶体管等效于一根导线,如上图所示(基本共射放大电路)。当然这个图不是完全正确,但不影响这个问题的分析。

此时无论管压降uce>ube或uce<ube,即无论集电极c的电位大于或小于基极电位,Rc这路都是有电流的,并且总是从上至下(从集电极c到发射极e),因为这股电流的能量都来自Vcc,而Vcc的电压方向是已经固定的。

即使将基极短路,也就是去掉基极,集电极和发射极也有电流,这个电流称为穿透电流。穿透电流越小,晶体管的质量越好。

至于放大区要求uce≥ube的原因:集电区无法从发射区直接搬运自由电子(以下简称电子),得等到Ube把电子从发射区搬运到基区后,集电区再从基区搬运一定比例的电子,至于这个比例的多少由管压降Uce决定。

那么有人要说了,饱和时,uce<ube,为什么基区没有从集电区搬运电子呢?或者说为什么ic的电流方向没有反过来?这是因为晶体管的结构造成的,集电区只挨着一个基区,搬运电子的来源只能是基区。而基区上边是集电区,下边是发射区。饱和时,uce电压虽然接近零,但还是有一点的,而且集电区的大后方还有一个电源Vcc。比较下,发射区是个软柿子,而且发射区连接着大地,所以从发射区搬运电子无压力,所以,即使uce再低,ube再高,基区还是会选择从发射区搬运电子。

从路径上分析,集电区从基区搬运电子,电流ic走的通路是:Vcc正-Rc-集电区-基区-发射区-Vcc负(大地),只是经过了基区,抗衡的只是基区的电位。但基区要想从集电区搬运电子,走的通路就是:Vbb正-Rb-基区-集电区-Rc-Vcc-Vbb负(大地),他要对抗的是Vcc这个强大军团。事实上Vcc>Vbb,以保证放大区集电结可以反偏。图中一个画了四条横线,一个只画了两条横线,以示大小。

概括说,基极-发射极的电压ube影响晶体管的开启和关闭,无法影响到集电极-发射极电流ic。集电极-发射极电压uce大时,ic增大。当uce变小时,也就是ic无法继续增大时,就是大家说的饱和状态。

————参考书籍

《模拟电子技术基础》(第五版)高等教育出版社 童诗白 华成英著


我是敌法师
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