概要

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晶体管有4种工作状态，分别是截止、放大、饱和，以及倒置。

整体架构流程

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本文从四个方面分别分享晶体管de4种工作状态，分别是截止、放大、饱和，以及倒置。

要想让晶体管对输入电压信号进行有效的放大，必须解决两个问题∶确定合适的静态工作点，以及完成对信号的输入耦合，输出耦合。

技术名词解释

1.截止状态

     是指晶体管基极没有产生明显的电流，即 ls非常小，导致lco也很小，就像整个晶体管没有导通一样。至于多么小算截止，取决于电路的具体要求。
一般情况下，当认定发射结零偏或者反偏，而集电结反偏时，为截止状态。

2.放大状态

     是指晶体管处于la合适，且满足lco=Bleo的状态，在输出伏安特性图中，静态工作点处于放大区。这种状态是模拟电子技术最常使用的状态，此时，输入导致ie变化，会相应引起ic变化。
一般情况下，当认定发射结正偏，且集电结反偏时，为放大状态。

3.饱和状态

     饱和状态是指在晶体管在输出伏安特性图中，进入了饱和区。此时，lco<Blao且随UcEo变化。饱和状态容易被人理解为lco太大，大到不能再大了。这是错误的，lca很小时，也会进入饱和态。任何状态下，只要UcEo小于UcEs，晶体管就处于饱和状态。
在饱和状态下，再增加 lso,lco则几乎不再增加，这是饱和的唯一关键特征。一般情况下，当认定发射结正偏，集电结也正偏，为饱和状态。
上述三种状态，是晶体管常见的工作状态︰在模拟电路中，常工作于放大状态，避免出现截止或者饱和;而在数字电路中或者电力电子中，则期望晶体管或者处于截止状态，或者处于饱和状态，唯独不期望它出现放大状态。

4.倒置状态

      除此之外，晶体管还有第4种奇异的状态，叫倒置状态。所谓的倒置状态，就是在放大电路中把集电极和发射极接反了。比如一个设计好的电路，按照晶体管管脚排列，正常接入就是放大电路，但是有人就粗心，把晶体管的管脚搞错了，该接集电极的插孔，接入了晶体管的发射极，而该接入发射极的插孔，就接成了集电极。这样，就使得电路中的晶体管处于了倒置状态。把它拔下来，c和e管脚颠倒一下，就好了。
由于晶体管在PN结拓扑上，集电极和发射极没有本质区别，因此这样接一般不会烧毁晶体管，只是此时的晶体管β下降非常严重。
一般情况下，当认定晶体管发射结处于反偏，集电结正偏时，为倒置状态。

技术细节

  实线箭头，绘出了NPN、PNP晶体管正常放大状态时的静态电流方向，暂称为“期望电流方向”。在电路中，晶体管外部的电源都是试图让晶体管产生电流的，把晶体管的任何两极之间视为电阻，则电源会产生一个“电源电流方向"。在一个电路中，当“电源电流方向”与晶体管的“期望电流方向”吻合，则该电路属于放大结构。

     是各种不同类型的晶体管直流通路。所谓的直流通路，是完整电路中去除信号耦合部分，留下的只影响晶体管直流（静态）状态的那部分电路。利用它可以清晰计算出静态工作点。注意，图Section6-2中晶体管的β均为100，不再说明。
可以看出，子图同、子图(b]、子图d、子图f属于放大结构。其余都不是。在这些不是放大结构的电路中，实线为“期望电流方向”，虚线为“电源电流方向”。子图[e)中的电容阻断了基极的电源电流，而子图g和子图h]中不会产生基极电流。

 

小结

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         先看流程图左侧，初步判断电路不属于放大结构。此时，如果对调晶体管的c和e极，电路变为放大结构，那么此前它一定是倒置状态，因为倒置状态的本质定义为，将放大状态下的晶体管，对调其c和e极，一定变为倒置状态。
如果对调之后，仍不是放大结构，那么它一定是截止状态。
因此，以目前的能力，无需任何计算，就可以将“截止状态”和“倒置状态”判断出来。再看流程图右侧。如果电路属于放大结构，那么它一定是放大状态或者饱和状态，到底是哪─种呢?这就需要静态估算，即图中的“估算静态工作点”。

晶体管电路的静态求解，决定了晶体管目前处于4种工作状态的哪一种，也就决定了晶体管电路的性质︰对模拟信号放大来说，晶体管在静态时一般处于放大状态。而对于数字信号传递或者运算时，晶体管一般处于饱和状态或者截止状态。倒置状态比较特殊，一般很少使用。