2sc1815三極管工作原理及放大倍數(shù)

　　2sc1815三極管工作原理

　　2sc1815是日本公司生產(chǎn)的一種常用的NPN小功率硅三極管。該管耐壓值是40V，Pcm=400mW，Icm=150mA。晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。

　　對(duì)于NPN管，它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。

　　當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。

　　在制造2sc1815三極管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過(guò)發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流了。

　　由于基區(qū)很薄，加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過(guò)集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：Ie=Ib+Ic

　　這就是說(shuō)，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib，就可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即： β1=Ic/Ib

　　式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為： β= △Ic/△Ib

　　式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時(shí)β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時(shí)為了方便起見(jiàn)，對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，β值約為幾十至一百多。

　　2sc1815三極管是一種電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過(guò)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/p>

2sc1815三極管的輸入特性曲線 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2sc1815三極管的輸出特性曲線

　　電路圖中左端的第一級(jí)運(yùn)放中，由于穩(wěn)壓管的反向伏安特性，其具有穩(wěn)壓作用，因此可以保證運(yùn)算放大器的同相輸入端電壓U1+和反相輸入端U1-保持不變；因此輸出端的電壓恒定為：Uo=A1（（U1+）-（U1-）），其中A1為放大倍數(shù)。

　　Uo在三極管的基極，可知基極的電流保持不變，為Ib；又有三級(jí)管工作在放大狀態(tài)知Ic=βIb也保持不變，即硅二極管所處的環(huán)境是恒流的；當(dāng)由于溫度的變化而導(dǎo)致其電阻發(fā)生變化的時(shí)候，其兩端的電壓降就會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，也即第二級(jí)運(yùn)算放大的U+2變化，而由于10KΩ電阻的分壓作用，使得U2-不變，因此使得第二級(jí)運(yùn)放的輸入電壓Ud2變化，因而經(jīng)過(guò)第二級(jí)運(yùn)放的放大作用使得最終的輸出電壓為U2o=A2（（U2+）-（U2-））也相應(yīng)的發(fā)生變化。

　　由最終輸出的電壓可以根據(jù)硅二極管的溫度特性，反過(guò)來(lái)推算出當(dāng)時(shí)所處的溫度的大小，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量溫度的目的。

　　2sc1815放大倍數(shù)計(jì)算公式

　　2sc1815放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)。它定義為輸出變化量的幅值與輸入變化量的幅值之比，有時(shí)也稱為增益。雖然放大電路能實(shí)現(xiàn)功率的放大，然而在很多場(chǎng)合，人們常常只關(guān)心某一單項(xiàng)指標(biāo)的放大的倍數(shù)，比如電壓或者電流的放大倍數(shù)。由于輸出和輸入信號(hào)都有電壓和電流量，所以存在以下四中比值：

　　需要注意的是，若輸出波形出現(xiàn)明顯失真，則此值就失去意義了，因此在輸出端要有監(jiān)視失真的措施（如用示波器觀察波形）。