为什么不能在晶体管的基极-发射极两端施加电压?


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我刚刚阅读了“电子艺术-Paul Horowitz”的第一页。在第二章晶体管中,它说明了NPN晶体管的四个特性(对于PNP,它是相反的)。

第二个属性说:

基极-发射极和基极-集电极电路的行为类似于二极管。通常,基极-发射极二极管导通,基极-集电极二极管反向偏置。

然后它说:

尤其要注意属性2的影响。这意味着您不能在基极-发射极两端施加电压,因为如果基极比发射极的正电压高出约0.6至0.8伏,就会流过大电流。

我不明白为什么?电流从基极流到发射极,因为基极-发射极是导电二极管,所以为什么不能在这两个端子上施加电压。如果我不施加电压,怎么会有电流流过?

也,

因为如果基极比发射极的正电压高出约0.6至0.8伏,就会流过大电流

这个解释是什么意思?为什么解释为什么不能将电压施加到基极-发射极端子?


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只是说,在不限制流经基极-发射极结的电流(例如,使用电阻器)的情况下,该结有效地造成了对地的短路。因为它表现为“正常”二极管。
Golaž

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当然,您可以使用自己的晶体管进行任何操作,但是如果将3V从小型NPN晶体管的基极到发射极放置,则它会很快被破坏,因为会流过几安培的电流,并且过热会导致不可逆转的损坏。如果串联放置1K,则将流过几个mA,晶体管将处于工作状态。
Spehro Pefhany 2014年

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这本书的意思是:“您不能在BE两端施加任何随机电压...”同样适用于任何二极管:将BE直接连接到12V电源,它会像保险丝一样弹出。
wbeaty

Answers:


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因此,正如您提到的那样,该晶体管本质上是两个二极管。

您应该但可能不知道,使二极管导通所需的二极管上的典型压降约为0.7V,但当然会因二极管而有所不同。因此,当您在二极管两端流动的电压增加时,只是“两端”施加电压时:

在此处输入图片说明

由于施加此电压时二极管两端的电阻非常低,因此我们可以得出电流将非常高的结果:I = V / R,简单地看出,R越低电流越大,这可能非常高。相信对基极端子有害,特定晶体管的数据表将为您提供更多有关电流大小的信息。

这就是说,您需要在晶体管基极端子的前面有一个限流电阻,它的作用恰如其名,可以限制电流。由于晶体管两端的压降将保持在0.6-0.8V,我们可以很容易地计算出所需的尺寸电阻。R =(Vin-Vdrop)/ I,“ I”是它可以承受的基极电流,Vdrop是从基极到发射极的电压降,Vin是进入基极的电源,您还需要查看晶体管的hfe,因此请查看它是否能够为您提供所需的电流量,这恰好可以加以限制,或者在发射极引脚处通过电阻“定制”,因此晶体管对hfe的依赖性较小,但是我相信您将来会继续这样做!


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好吧,您确实在BE两端施加了电压,并且还必须使用基极电阻来限制电流。您可以在其数据表中找到晶体管的最大基极电流。

二极管也是如此。如果要为LED供电,则必须在电路中包括一个限流电阻。


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我认为这句话措辞不好。当然,在基极-发射极结之间必须有一个正向电压,以使电流通过。

但是,一旦“接通”,对于基极-发射极电压的相对较小的变化,通过的电流就会急剧变化。

因此,必须具有一定的串联电阻,以使电流不能超过安全量。

从数学上讲,基本电流约为

iB=ISβevBEVT

换句话说,电流随电压的增加呈指数增加。快速代数产生以下结果:

  • 0.05V

vS

R

iB=vSvBER

对于典型的晶体管和典型的基极电流,我们有

0.6VvBE0.8V

因此,基本电流必须在

vS0.8VRiBvS0.6VR

vS

ΔiBΔvSR

vSR


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晶体管是电流控制的器件。发射极电流与基极电流相关,即

I_e = (B+1) * I_b       ( B = beta )

在二极管的正向偏置模式下(使用指数特性),一旦电压超过阈值(硅大约为0.7 V),电流值就会急剧上升。

因此,如果您在没有限制电阻的情况下直接在基极和发射极端子之间插入电压源,则大量电流将开始流经基极,并且由于B(beta)对于处于活动模式的晶体管通常为100或更大,因此发射极电流将更大(使用以上方程式),这可能会损坏器件。


您对晶体管的beta的描述可能会误导您。如果基极发射极单独连接到电压源(集电极开路),则基极电流将等于发射极电流。
迈克尔·卡拉斯

实际上,当基极-发射极结烧坏并使晶体管爆炸时,发射极电流几乎立即降至零。
JRE 2014年

@P走私者:我在您的回应中看到了一种矛盾。首先,您声明该晶体管将是电流控制的器件(这是不对的!),根据下一句话,正是BE电压引起急剧增加(超过0.7 V)。你能澄清一下吗?
LvW

@LvW。我的意思是,尽管在二极管中,电流是由电压控制的。但是从更大的角度看(整个晶体管),发射极电流由基极电流控制。如果在任何时候我都不正确,请随时修改答案。
P走私者

否-我认为我不应该修改其他人的答案。但是,知道如何证明断言是合理的(BJT受电流控制)。据我所知,绝对没有迹象表明这一点。相反,毫无疑问地表明为什么BJT是受电压控制的。有很多人(有很高声誉的证人)支持电压控制方法。即使从能量的观点来看,也不可能用较少数量的相同种类来控制大量。
LvW
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