三极管是一种半导体元件,由三个掺杂不同的半导体层组成,具有放大、开关等功能,常被用于电子电路中。它具有三个引脚:发射极(E)、基极(B)、集电极(C),因此得名三极管。
三极管的正常工作需要将其正极向基极加上一个正电压,这个过程称为正偏。正偏状态下,三极管集电结区域的电场就变得很弱,而发射结区域的电场非常强,因此只要在基极加上一个微小的信号,就能够控制输出端(即集电极)的电流增大或缩小,实现信号放大的功能。
在正偏状态下,向基极输入的微小信号扰动了基极和发射结之间的电场,造成少量自由电子被发射结收集,发射结区域的导电性增强,致使进入集电结的电流也随之增大,从而实现放大效果。当发射结电压过高或者基极电流超过一定数值时,三极管将进入饱和状态,此时输出端的电流无法再进一步增大。
三极管正偏是指在三极管的基极和正极之间加上一个正电压,使得三极管处于允许放大的状态。在正偏状态下,当外界输入一个微弱信号时,基极和发射结之间的电场将发生微小的变化,引起发射结的电流变化,从而控制了输出端的电流变化,实现信号放大。
三极管正偏不仅仅是在放大电路中需要的,而在数字电路中,三极管也被用作开关使用。三极管的开关作用是由其正偏作用来实现的。正偏后,当向基极施加一个足够大的信号,就会使三极管进入饱和区,此时集电极为低电平,对外电路起着关闭作用;当没有信号输入时,三极管处于截止区,集电极为高电平,对外电路起着打开作用。
三极管正偏的应用非常广泛,如在音频放大器、射频放大器、开关电路、振荡器等电路中都会涉及到三极管。其中,在电源电路中使用三极管正偏提高了电源效率,具有非常重要的意义。
此外,现代数字电路中,三极管正偏也被广泛应用于微处理器电路中的电源管理及晶体管多级逻辑及随从器件。在这些应用中,三极管正偏扮演着处理、增强和保护信号的重要角色。