晶体管是现代电子技术中的重要器件之一,常被用于电子数字电路和模拟电路中。晶体管的工作区域主要有三种,分别是截止区、放大区和饱和区。
截止区是指晶体管的基极-发射极电压小于开启电压时,晶体管处于截止状态的一段区域。在截止区中,电流几乎为0,晶体管不能起到放大电流的作用。在数字电路中,晶体管的截止区可以用作实现开关控制的功能。
当基极-发射极电压小于截止电压(通常为0.7V)时,PN结被反偏,无法形成足够的电子空穴对流,发射区的电流是非常小的,处于截止状态。此时,晶体管的功耗也是最小的。
放大区是指晶体管的基极-发射极电压大于截止电压,处于放大状态的一段区域。在放大区中,不断的输入信号会被放大成为一定幅度的输出信号。晶体管的电流是受控的,晶体管中电路的电流放大倍数就是受控电流和控制电流之比,通常用hFE来表示。
在放大区时,晶体管有一定的电流流过,同时也会有一定的电压降,因此晶体管可以起到放大电流和电压的作用,因此被广泛应用于放大电路中。
饱和区是指晶体管的基极-发射极电压达到一定值时,晶体管处于饱和状态的一段区域。在饱和区中,晶体管中的电路会像一条导线一样工作,电流将尽量地向负载电阻流动,达到最大的电流放大倍数。
饱和区中,晶体管的控制电压增大,电流几乎达到了最大,此时的晶体管被称为开关管,常用于数字电路的开关。同时,晶体管饱和时的电压降也是最小的,因此饱和区中的晶体管也常用于开关电路中,以最小化开关的功耗。