三極管共有3種工作狀態(tài)：截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。用于不同目的三極管其工作狀態(tài)是不同的。

三極管3種工作狀態(tài)電流特征

表1-7所示是三極管3種工作狀態(tài)定義和電流特征。

三極管截止工作狀態(tài)

用來放大信號的三極管不應(yīng)工作在截止?fàn)顟B(tài)。倘若輸入信號部分地進(jìn)入了三極管特性的截止區(qū)，則輸出會產(chǎn)生非線性失真。

所謂非線性可以這樣理解，給三極管輸入一個標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號，從三極管輸出的信號已不是一個標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號，輸出信號與輸入信號不同就是失真。

圖1-65所示是非線性失真信號波形示意圖，產(chǎn)生這一失真的原因是三極管截止區(qū)的非線性。

如果三極管基極上輸入信號的負(fù)半周進(jìn)入三極管截止區(qū)，將引起削頂失真。注意，三極管基極上的負(fù)半周信號對應(yīng)于三極管集電極的是正半周信號，所以三極管集電極輸出信號的正半周被三極管的截止區(qū)去掉，如圖1-66所示。

當(dāng)三極管用于開關(guān)電路時，三極管的一個工作狀態(tài)就是截止?fàn)顟B(tài)。注意，開關(guān)電路中的三極管不用來放大信號，所以不存在這樣的削頂失真問題。

三極管放大工作狀態(tài)

重要提示

當(dāng)三極管用來放大信號時，三極管工作在放大狀態(tài)，輸入三極管的信號進(jìn)入放大區(qū)，這時的三極管是線性的，信號不會出現(xiàn)非線性失真。

在放大狀態(tài)下，IC=βIB中β的大小基本不變，有一個基極電流就有一個與之相對應(yīng)的集電極電流。β值基本不變是放大區(qū)的一個特征。

在線性狀態(tài)下，給三極管輸入一個正弦信號，則輸出的也是正弦信號，此時輸出信號的幅度比輸入信號要大，如圖1-67所示。這說明三極管對輸入信號已有了放大作用，但是正弦信號的特性未改變，所以沒有非線性失真。

重要提示

輸出信號的幅度變大，這也是一種失真，稱之為線性失真。在放大器中這種線性失真是需要的，沒有這種線性失真放大器就沒有放大能力。顯然，線性失真和非線性失真不同。

要想使三極管進(jìn)入放大區(qū)，無論是NPN型三極管還是PNP型三極管，必須給三極管各個電極一個合適的直流電壓，歸納起來是兩個條件：給三極管的集電結(jié)加反向偏置電壓，給三極管的發(fā)射結(jié)加正向偏置電壓。

三極管飽和工作狀態(tài)

三極管在放大工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，如果基極電流進(jìn)一步增大許多，三極管將進(jìn)入飽和狀態(tài)，這時的三極管電流放大倍數(shù)β要下降許多，飽和得越深β值越小，電流放大倍數(shù)β一直能小到小于1的程度，這時三極管沒有放大能力。

在三極管處于飽和狀態(tài)時，輸入三極管的信號要進(jìn)入飽和區(qū)，這也是一個非線性區(qū)。圖1-68所示是三極管進(jìn)入飽和區(qū)后造成的信號失真，它與截止區(qū)信號失真不同的是，加在三極管基極的信號的正半周進(jìn)入飽和區(qū)，在集電極輸出信號中是負(fù)半周被削掉，所以放大信號時三極管也不能進(jìn)入飽和區(qū)。

在開關(guān)電路中，三極管的另一個工作狀態(tài)是飽和狀態(tài)。由于三極管開關(guān)電路不放大信號，所以也不會存在這樣的失真。

三極管開關(guān)電路中，三極管從截止?fàn)顟B(tài)迅速地通過放大狀態(tài)而進(jìn)入飽和狀態(tài)，或是從飽和狀態(tài)迅速地進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，不停留在放大狀態(tài)。

三極管3種工作狀態(tài)小結(jié)

三極管的3種工作狀態(tài)中，三極管工作電流都有一定的范圍，其中截止區(qū)的電流范圍最小，放大區(qū)的范圍最大，飽和區(qū)其次，當(dāng)然通過外電路的調(diào)整也可以改變各工作區(qū)的電流范圍。

三極管的3種工作狀態(tài)中，放大倍數(shù)β 也不同，截止區(qū)、飽和區(qū)中的β 很小，放大區(qū)中的β 大且大小基本不變。