三管的工作原理

三管是電流放大器件，有三個(gè)，分別叫做集電C，基B，發(fā)射E。分成NPN和PNP兩種。我們以NPN三管的共發(fā)射放大電路為例來說明一下三管放大電路的基本原理。

一、電流放大

下面的分析對(duì)于NPN型硅三管。如上圖所示，我們把從基B流至發(fā)射E的電流叫做基電流Ib；把從集電C流至發(fā)射E的電流叫做集電電流Ic。這兩個(gè)電流的方向都是流出發(fā)射的，所以發(fā)射E上就用了一個(gè)箭頭來表示電流的方向。三管的放大作用就是：集電電流受基電流的控制（假設(shè)電源能夠提供給集電大的電流的話），并且基電流很小的變化，會(huì)引起集電電流很大的變化，且變化滿足的比例關(guān)系：集電電流的變化量是基電流變化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三管的放大倍數(shù)（β一般遠(yuǎn)大于1，例如幾十，幾百）。如果我們將一個(gè)變化的小信號(hào)加到基跟發(fā)射之間，這就會(huì)引起基電流Ib的變化，Ib的變化被放大后，導(dǎo)致了Ic很大的變化。如果集電電流Ic是流過一個(gè)電阻R的，那么根據(jù)電壓計(jì)算公式U=R*I可以算得，這電阻上電壓就會(huì)發(fā)生很大的變化。我們將這個(gè)電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號(hào)了。

二、偏置電路

三管在實(shí)際的放大電路中使用時(shí)，還需要加合適的偏置電路。這有幾個(gè)原因。先是由于三管BE結(jié)的非線性（相當(dāng)于一個(gè)二管），基電流須在輸入電壓大到程度后才能產(chǎn)生（對(duì)于硅管，常取0.7V）。當(dāng)基與發(fā)射之間的電壓小于0.7V時(shí)，基電流就可以認(rèn)為是0。但實(shí)際中要放大的信號(hào)往往遠(yuǎn)比0.7V要小，如果不加偏置的話，這么小的信號(hào)就不引起基電流的改變（因?yàn)樾∮?/span>0.7V時(shí)，基電流都是0）。如果我們事先在三管的基上加上一個(gè)合適的電流（叫做偏置電流，上圖中那個(gè)電阻Rb就是用來提供這個(gè)電流的，所以它被叫做基偏置電阻），那么當(dāng)一個(gè)小信號(hào)跟這個(gè)偏置電流疊加在一起時(shí)，小信號(hào)就會(huì)導(dǎo)致基電流的變化，而基電流的變化，就會(huì)被放大并在集電上輸出。另一個(gè)原因就是輸出信號(hào)范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對(duì)那些增加的信號(hào)放大，而對(duì)減小的信號(hào)無效（因?yàn)闆]有偏置時(shí)集電電流為0，減小了）。而加上偏置，事先讓集電有的電流，當(dāng)輸入的基電流變小時(shí)，集電電流就可以減??；當(dāng)輸入的基電流時(shí)，集電電流就。這樣減小的信號(hào)和的信號(hào)都可以被放大了。

三、開關(guān)作用

下面說說三管的飽和情況。像上面那樣的圖，因?yàn)槭艿诫娮?/span>Rc的限制（Rc是固定值，那么電流為U/Rc，其中U為電源電壓），集電電流是不能無限增加下去的。當(dāng)基電流的，不能使集電電流繼續(xù)時(shí)，三管就進(jìn)入了飽和狀態(tài)。一般判斷三管是否飽和的準(zhǔn)則是：Ib*β〉Ic。進(jìn)入飽和狀態(tài)之后，三管的集電跟發(fā)射之間的電壓將很小，可以理解為一個(gè)開關(guān)閉合了。這樣我們就可以拿三管來當(dāng)作開關(guān)使用：當(dāng)基電流為0時(shí)，三管集電電流為0（這叫做三管截止），相當(dāng)于開關(guān)斷開；當(dāng)基電流很大，以至于三管飽和時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)閉合。如果三管主要工作在截止和飽和狀態(tài)，那么這樣的三管我們一般把它叫做開關(guān)管。

四、工作狀態(tài)

如果我們?cè)谏厦孢@個(gè)圖中，將電阻Rc換成一個(gè)燈泡，那么當(dāng)基電流為0時(shí)，集電電流為0，燈泡滅。如果基電流比較大時(shí)（大于流過燈泡的電流除以三管的放大倍數(shù)β），三管就飽和，相當(dāng)于開關(guān)閉合，燈泡就亮了。由于控制電流要比燈泡電流的β分之一大一點(diǎn)就行了，所以就可以用一個(gè)小電流來控制一個(gè)大電流的通斷。如果基電流從0慢慢增加，那么燈泡的亮度也會(huì)隨著增加（在三管未飽和之前）。