三*管的工作原理

三*管是电流放大器件，有三个*，分别叫做集电*C，基*B，发射*E。分成NPN和PNP两种。我们*以NPN三*管的共发射*放大电路为例来说明一下三*管放大电路的基本原理。

一、电流放大

下面的分析*对于NPN型硅三*管。如上图所示，我们把从基*B流至发射*E的电流叫做基*电流Ib；把从集电*C流至发射*E的电流叫做集电*电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射*的，所以发射*E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三*管的放大作用就是：集电*电流受基*电流的控制（假设电源能够提供给集电**大的电流的话），并且基*电流很小的变化，会引起集电*电流很大的变化，且变化满足*的比例关系：集电*电流的变化量是基*电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三*管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基*跟发射*之间，这就会引起基*电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电*电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

二、偏置电路

三*管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。*先是由于三*管BE结的非线性（相当于一个二*管），基*电流*须在输入电压大到*程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基*与发射*之间的电压小于0.7V时，基*电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不*引起基*电流的改变（因为小于0.7V时，基*电流都是0）。如果我们事先在三*管的基*上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基*偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基*电流的变化，而基*电流的变化，就会被放大并在集电*上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电*电流为0，*减小了）。而加上偏置，事先让集电*有*的电流，当输入的基*电流变小时，集电*电流就可以减小；当输入的基*电流*时，集电*电流就*。这样减小的信号和*的信号都可以被放大了。

三、开关作用

下面说说三*管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么*大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电*电流是不能无限增加下去的。当基*电流的*，不能使集电*电流继续*时，三*管就进入了饱和状态。一般判断三*管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三*管的集电*跟发射*之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三*管来当作开关使用：当基*电流为0时，三*管集电*电流为0（这叫做三*管截止），相当于开关断开；当基*电流很大，以至于三*管饱和时，相当于开关闭合。如果三*管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三*管我们一般把它叫做开关管。

四、工作状态

如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基*电流为0时，集电*电流为0，灯泡灭。如果基*电流比较大时（大于流过灯泡的电流除以三*管的放大倍数β），三*管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流*要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基*电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加（在三*管未饱和之前）。