因为三极管要工作在一个正向偏值状态,才能够进行信号放大,一般硅材料的三极管,在基极电位高于发射极电位0.65V。如下图所示。
上图中的R1为三极管基极的偏值电阻。三极管放大就是基极电流微弱变化,会引起集电极电流很大的变化。如果没有R1基极偏值电阻,那么接在交流信号的输入端的信号电压就要增加幅值;由于接在基极上的电容C1,具有隔直流通交流作用,当输入信号比较高时,三极管才能够进行放大,而这种电路显然达不到要求,会产生信号交越失真现象。
三极管基极与集电极不是成倍增长的,它与三极管的放大倍数有关系。也不是电压将其放大的,它是基极微小的电流变化会引起集电极电流较大的变化:即晶体三极管的基极对集电极有控制作用。
要使晶体三极管能够工作,必须要建立三极管的工作条件。就好像电灯需要加上一定的电压,电流才会正常流动使电灯发光。晶体三极管也是如此,要使它工作一定要加上正确的电压,反之则三极管不会工作。
通常在晶体三极管的发射极e和基极b之间加上一个正向工作电压“Ueb”,称为“基极电压”或“偏压”。Ueb一般在零点几伏;而在发射极e与集电极c之间加上一个工作电压“Uec”,称为集电极电压,一般在几伏到几十伏。从电位角度讲,对于PNP型三极管的工作电压是这样的;发射极的电位高于基极电位,而基极电位又高于集电极电位;对于NPN型三极管则相反。因此无论是PNP型还是NPN型三极管,它们在正常工作时,在发射结上加的是正向电压,在集电结上加的是反向电压。如下所示。
从图1中看,在电路中将三极管的三个极分别串联三个电流表(为了防止基极电位器调得过小而损坏三极管,在基极回路中串联一只限流电阻Rb=39KΩ);首先来看发射极e与基极b之间的情况。由于发射极是O型半导体,基极是N型半导体,它相当于一个PN结的二极管,也就相当于在二极管上加了正向电压,因此就有较大的正向电流流过发射结,即有较大的电流由发射区流向基区,这个电流就是发射极电流Ie。又因为基区做得很薄,而且在集电区上加有较大负电压,所以从发射区流到基区的电流就很容易穿过基区而大部分被集电区拉过去,这个电流就是集电极电流Ic,其中只有很小的一部分电流(大约1~10%左右),从基极引出线流回电源Eb负端,构成基极电流Ib。由此可得出:Ie=Ib+Ic 这就是三极管电流分配关系,以上讨论没有考虑到温度对三极管的影响。
这种电流的分配关系与外加电压的大小和负载电阻Rc的关系不大,它是由晶体管本身内在的特性所决定的。
这里再谈到三极管的一个重要参数,即电流放大系数β,若保持三极管e、c之间的电压不变,那么通过调节基极中的可调电阻Rb,不断改变基极电流Ib的大小,便可以相应地得出一组集电极电流Ic和发射极电流Ie的数值,现在把测量得出结果用下表所示。