二、确定电路中三极管的工作状态
下面利用三极管三种工作状态的特点和等效电路来分析实际电路中三极管的工
作状态。
例题:图
2 所示放大电路中,已知
EC=12V,β=50,Ri=1kΩ,Rb=220kΩ,Rc=2kΩ,其中 Ri 为输入耦合电容在该位置
的等效阻抗。问:
1.当输入信号最大值为+730mV,最小值为-730mV 时,能否经该电
路顺利放大
?2.当 β=150 时,该电路能否起到正常放大作用?
分析:当向三极管的基极输入正极性信号时,其基极电流会增大,容易进入饱
和状态
;当向三极管的基极输入负极性信号时,其基极电流会减小,容易进入截止状
态。因此,解决输入信号送入放大电路能否顺利放大,主要是检查最大值
(一般为正
极性
)的输入信号、最小值(一般为负极性)的输入信号是否引起放大电路中三极管进入
了饱和状态、截止状态,如果两种输入信号都没有使三极管进入饱和、截止状态,那
么该范围的输入信号送入放大电路后能被顺利放大。如果两种输入信号使三极管进入
饱和或截止状态,则不能顺利放大,会引起信号饱和失真或截止失真。
解
1:
(1)当最大值信号(Ui=+730mV)输入时,假设会引起放大电路的三极管进入饱和
状态,
IB=I1+I2,利用戴维南定律,IB=(Ui-Ubss)/Ri+(Ec-Ubss)/Rb。
在饱和状态下的三极管
Ubss=0.7V,所以,三极管基极电流 IB=(0.73-
0.7)/1000+(120.7)/220000=30μ4+51.4μA=81.4μA,而三极管基极临界饱和电流
IBS=ICS/β=(EC-UCES)/β×RC,根据饱和状态下的三极管 UCES=0.3V,所以,
IBS=(12-0.3)/(50×2000)=117μA。
根据以上计算可知:
IB 大值输入信号(Ui=+730mV)输入时,放大电路的三极管
仍处于放大状态。
(2)当最小值输入信号(Ui=-730mV)输入时,假设会引起放大电路的
三极管进入截止状态,则等效电路如图
4 所示。
-Ec+IRc+IRi+Ui=0,所以,I=(Ec-Ui)/(Rc+Ri)=[12-(-0.73)]/
(1000+220000)=58μA,
Uba=-IRb+Ec=-58μA×220000+12V=-0.76V。
可知:
Ube<0,根据三极管截止状态的条件 UBE≤0,假设成立,即当最小值输
入信号
(Ui=-730mV)输入时,放大电路的三极管处于截止状态。综上所述,当最大值
为
730mV,最小值为-730mV 的输入信号输入时,该放大电路不能顺利放大。
解
2:当 β=150 时,三极管基极临界饱和电流 IBS=ICS/β=(EC-UCES)/βRC=(12-
0.3)/(150×2000)=39μA,而三极管的基极电流 IB=(EC-UBEQ)/Rb=(12-
0.7)/220000=51μA。
根据以上计算可知:
IB>IBS,根据三极管饱和状态的条件 IB≥IBS,可知,电路
中的三极管处