晶体管的基本电路和保护电路

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：为了使晶体管更好地截止，应采用Ice0较小的管子。在切断这些电感负载时会产生感应过电压，因而可能击穿三极管，为此需采取保护措施。采用二极管和电容保护的电路。1）当输入信号较强时，采用单管电路，其保护电路如图1-43所示。

1.晶体管三种工作状态及三种基本电路

晶体管作为放大用应工作在其特性曲线的放大区；晶体管作为开关用应工作在特性曲线的饱和区和截止区。晶体管的放大区、饱和区和截止区如图1-41所示。

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图1-41　晶体管的放大区、饱和区和截止区

（1）截止状态。

条件：对PNP型管，Ub≥Ue；对NPN型管，Ub≤Ue。截止时的特点是两个PN结均为反向偏置。

特点：Ib≈0，Ie≈0，Uce≈Ec（Ec为电源电压）。

为了使晶体管更好地截止，应采用Ice0较小的管子。

（2）放大状态。

条件：发射结加正向电压，Ub＞Ue；集电结反向，Uc＞Ub。

特点：ΔIc＝βΔIb满足放大规律，Ic与Rc、Ec基本上无关。

（3）饱和（导通）状态。

特点：发射结、集电结都处于正向，Ib增加，Ic不再增加，Ic＝Ec/Rc由Rc、Ec决定，饱和压降Uces≈0，这时可以把晶体管的三个电极看作是接通的。

晶体管三种工作状态和数量关系见表1-15。

表1-15　晶体管三种工作状态和数量关系

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续表

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晶体管三种接法的比较见表1-16。

表1-16　晶体管三种接法的比较

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注PNP型三种接法的电源极性相反。

2.交流放大器的设计要点

（1）需要考虑放大器工作点的稳定性和放大器的电压放大倍数这两项指标。

通常应满足以下条件

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式中 I1——流过三极管基极分压电阻的电流；

　　 Ib——三极管基极电流；

　　 Ub——三极管基极电压（对地）；

　　 Ube——三极管基-射极电压。

对于硅管电路，基极分压电阻Rb1、Rb2可选得很大，这样可以减小它们对信号的分流作用。

设计时，一般可先选定管子的工作电流（集电极电流）Ic（或Ie）和管电压（集-射极电压）Uce，并且要满足以上两式所提出的工作点稳定的条件，由这些条件出发来计算电路的元件参数，可使计算过程大大简化。

在设计晶闸管励磁装置时，必须注意合适的灵敏度。灵敏度过高，频率很难稳定在50Hz左右。往往上升时就高于55Hz，下降时就低于45Hz，频率表上已无法读出真正的读数。为了降低灵敏度，测量桥输出的第一级放大管（一般为3DG6），其放大倍数不宜过大，一般以β＝30左右为宜。另外，也可以增大接在发射极的电流负反馈电阻（或灵敏度电位器），来降低灵敏度。但也不能盲目地降低灵敏度来满足过分的稳定性。原则是，在满足稳定性的前提下，尽量使灵敏度高一些。

在励磁装置的移相脉冲环节电路中，尽量不要采用3AX型三极管，因为这类PNP型管热稳定性差，容易使发电机电压升高无法控制，而应采用3CG型三极管，这类PNP型管热稳定性好，穿透电流很小，工作点稳定。(https://www.chuimin.cn)

3.功率放大器的保护电路

在控制电路中，末级的功率放大器往往要推动接触器、继电器、电磁阀门等电感性负载。在切断这些电感负载时会产生感应过电压，因而可能击穿三极管，为此需采取保护措施。常用的保护元件有二极管和电容，还有稳压管、电阻等。

（1）采用二极管和电容保护的电路。对于图1-42（a），其二极管VD可按以下要求选择：二极管额定电流应大于三极管集电极电流的2倍，即2Ic；二极管耐压应大于电源电压的2倍，即2Ec。

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