三极管不用那么严肃,它就是个会“动”的开关。 大量人一上来就盯着查“截止区”、“放大区”这些术语,认定务必得按教科书那样分清楚。
实际上拿三极管看人,它更像是一个人,平时状态就不一样。
有人是睡大觉,有人是干活的,有人是打架的。
你想让三极管干活,它就得“醒”着,还得“有力气”,还得“有劲儿”。 好办说,三极管干活的核心,就是工作在“放大区”。
这时候它就像个超级听话的管家,不管给它的输入端喂啥,它都能放大,并且放大的倍数相对固定。你拿个声音小点,它给你放大一百倍;你拿个声音大点,它给你放大一万倍。
只要在这个区域里,它就是那个最靠谱的执行者。 要是你把它弄到“截止区”,那就忒惨了。
这时候三极管像个装睡的懒鬼,对输入端的信号彻底“视而不见”。输入东西,它连眼皮都不抬,干脆把电流挡在外面,输出端也就啥也变不成。
这时候它就是个废铁,对电路没有任何贡献可言。 要是你又把它弄到“饱和区”,那更是大忌。
这时候三极管像个贪吃鬼,把嘴都填满了,把电流全吞进去。输入再多,它也只能乖乖吞了,输出端电流根本不再增添,两脚电压降简直没变。
这时候它就是个被压扁的皮球,丧失了放大功能,变成了单纯的导线。 故此,干活的时候,三极管就喜爱待在“放大区”。
这个区域的“工作点”(Q 点)选得好不好,直接关系到三极管是干活还是躺平。
要是选的忒好,比如离饱和区忒近,那略微一刺激,它就“开大车”了;要是忒近截止区,那略微一微扰,它就“熄灯”了。好的工作点,就是让它在放大区里跑得最舒服、最稳定。想想看,要是三极管工作点选得不好,电路一旦有风吹草动,它要么全麻、要么休克、要么过劳,那电路就彻底瘫痪,要么动不动就爆米花。 故此,三极管最怕的就是“工作点跑偏”。
这就像开车,方向盘打歪了,车就跑偏了。 举个例子,假设你要做个好办的收音机。电路里有个电阻 R1 和一个电容 C1,它们组成了 RC 串并联网络,这是收音机的“天线”局部。
平时,这个网络是断路的,只要没接天线,信号就进不来。
这时候,三极管的基极电流 I_B 根本是个常数,像一个定值电池。它的集电极电流 I_C 也就跟着定死了,跟输入端的信号彻底没关系。
这时候,三极管在“截止区”摸爬滚打,对收音机没贡献。 要是接上天线了,信号来了。
这时候,三极管就得“醒”过来。基极电压变了,基极电流也跟着变了。
这时候,三极管才真正进入“放大区”,它启动把输入的微弱信号放大,变成微弱的电流变化,再传递到输出端。
这时候,三极管才算“上岗”,启动干活。 再举个例子,做个功放管。假设电源电压是 15V,集电极电阻 R_C 是 500 欧姆。正常工作点要是设在 R_C 和负载线中间,那偏置电流大约是 50mA。
这时候管子就在最佳状态。信号一来,电流从 50mA 涨到 50.1mA,输出端电压从 5V 跌到 4.9V。
这个变化,就是三极管在放大区把信号放大的过程。
要是工作点设在接近饱和区,那略微有点负载变化,电流就根本不动,信号传不下去。
要是设在接近截止区,那信号一来,电流就根本出不去,输出也是死寂一团。 故此,三极管的工作状态,说白了就是看它能不能在“放大区”里游刃有余。
只要它在这里,你给它多大的输入,它就能给你多大的输出,并且比例稳定。
这就是放大的本质。 另外,三极管还分“PNP"和"NPN",这仿佛跟工作区没关系,只是拍板它是左倾还是右倾,还是倒着流。
只要能确定它是在放大区,那它就是个合格的放大器。平时它是个高阻抗的输入端,不管输入啥,它都不会如何动,这就是放大器的特性。
只有当它进入放大区,输入电流引起输出电流的变化,才算真正体现了它的放大价值。 总而言之,三极管干活的关键,就是别让它乱跑。在放大区里,它是那个听话的放大器;跑出去,它就变成废铁要么跟头狗。
故此,选工作点,就是为了让它稳稳当当待在放大区,让电路能正常发声、正常放大信号。