一道模电题,关于三极管的饱和压降的。

图片有点不清楚,我把原题大致说一下。
电路是一个电压反馈式直流偏置电路,具体就是一个3kΩ电阻接在12V电源和三极管集电极中间,电阻Rb连接在集电极和基极之间,射极接地。
已知β=100,Vbe(on)=0.7v。
第一问:若Vce(sat)=1v,为使管子工作在放大区,Rb应如何取值。
第二问:若Vce(sat)=0.7v,Rb=12kΩ,该管子会不会饱和。

我的问题是在第二问中,别人给出的答案是这样的:
若Uce(sat)<0.7v,则
Ucb>Uce-Ube>0。
因此,集电结正偏,管子饱和。

可是判断管子会不会饱和不应该从电路入手,列出方程,算出Uce在此时的电压大小,与Uce(sat)比较,然后再做出是否饱和的判断嘛。

求模电高手释惑啊。

问题1:同学我们来看看给定的条件,一直Vce=1v,那么Rc上的电压降应该是多少呢?显而易见,根据Rc与三极管集电极与发射极间电阻分压可知,Vcc-Vce-=12-1=11V,通过Rc的电流理所当然就是11V/3K=3.66mA(这个电流就是Ib+Ic=Ie),根据三极管的电流放大特性可知Ic-β.Ib→ (Ie-Ib)/Ib=β→ 整理后可得 Ie=(β+1)Ib→ Ib=Ie/(β+1) 故此Ib=0.036mA=36.3μA
这就是你给定的参数后计算出来的结果。这里要说明一点,截止与饱和之间就是放大区域,按物理意义来说,没有一个明显的接线,你给管子的静态是什么样子的,那么就应该反映出什么样的结果。一般大于Vce大于1V我们就可以认定为非饱和状态。

问题2:你在改体重提到的关系式是正确的,但是你用上题的公式计算一下就知道,问题2是不成立的,除非三的Vbe电压在0.2-03V之间,否则,永远都不成立,弱以上电阻参数不变,三极管直流放大系数不变,VCC不变,那么计算出来的一定是放大状态。

希望个别教师同志,在设计题目的时候严格考察各项参数,不要误导学生!
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2013-09-21

    我想你是不是把此题理解错了?题中说“若Vce(sat)<0.7V”的意思是:“三极管饱和的标准是Vce小于0.7V,请你判断此电路中三极管是否饱和(Vce是否小于0.7V)?”。而你理解成了"Vce<0.7V"是已知条件。也怪出题的老师表达不清,还考研题呢!

    事实上,不用计算,很容易就可判断出三极管处于放大状态,因为:1)不可能截止,因为截止了基极就有(12-0.7)/(12+3)mA的电流,集电极肯定有电流,矛盾了;又不可能饱和,因为饱和了Rb左端电位必然低于右边,基极电流成负的了怎么饱和?又矛盾了,所以说该电路肯定处于放大状态,你可能计算过了,我就不再算了。

    忍不住算了一下:Ib=0.036217949mA     Vc=1.134615385V。

     

第2个回答  2013-09-20

    管子饱和条件要满足:Ib*放大倍数>>Ic(远远大于,最好10倍以上,当然5倍也行,理论计算的话大过1倍就算,但实际不能这么用)

    管子导通条件:NPN,Vb>Ve(因为箭头那里相当于二极管);PNP,Vb<Ve(因为是个反向的二极管)。二极管的导通就不用说了吧。

    硅二极管的固定压降为0.6~0.7V,所以对于NPN来说,Vb-Ve>0.7;对于PNP来说,Ve-Vb>0.7。所以两个压差不能小于二极管的导通压降,否则因二极管的固定压降造成无法导通。

 

有了上述几个条件,你就可以根据条件计算了。

 

三极管的Ib*放大倍数,相当于你开车时候用脚踩油门,汽车前进的力远远大于你的脚踩油门的力,没错吧。放大倍数相当于是发动机,Ib相当于你踩油门的程度,Ic相当于车的动力。这里汽车的输出动力已经固定,你踩多大,发动机就输出多少,这个就是放大过程。当你把油门踩到底,车子就会输出最大动力(Ib*放大倍数=Ic)。如果你继续踩,即使把油门踩掉了,车子也不会再快了。因为Ic已经是Vcc/Rc了,这个时候相当于Ib乘以放大倍数>>Ic,所以相当于是满足了饱和条件。你这样理解就可以了。

追问

可是第二问给出Rb的大小,那么电路的静态工作点就算出来了,得出的结果就是Vc=1.13v,Vc=Vce>Vbe,电路不会进入饱和状态。可是我的答案是从书上看来的,我就很不理解为什么书上结论是饱和。

第3个回答  2013-09-20
第2问的原意我觉得应该是这样:如果Vce小于0.7V,当Rb=12k时,VCE计算的数值是否小于0.7,如小于0.7,则进入饱和。

解:
由于b极的偏置是由C极电压与Rb决定,所以当Vc小于0.7V情况下,三极管B极由于没有了正向偏置而截止,而VC是由基极电流电流、放大倍数(一定)与3K电阻(一定)决定的,没有了基极电流也就没有了C极电流,VC也就不会小于0.7V,永远不会进入饱和区。

别忘记了这个电路里,Vb是由Vc决定的,永远小于Vc。追问

我也觉得不会进入饱和,而且解出来的Vc=Vce也比Vbe大,集电结是反偏的。
可是题目应该是不会错的,这可是考研原题啊。

追答

Vce(sat)《0.7v ,是器件参数,不是电路参数。

题是没错,你给出的“别人的答案”是不对的。不要把Vce(sat)=0.7v当做已知电路工作条件。