Question

三极管电流从哪一极输入，哪一极输出？如何实现放大功能？是放大信号、电流、还是电压？

Answer 1

三极管的工作原理:三极管是电放逐大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。
把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。假如我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输进电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以以为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，假如不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（由于小于0.7V时，基极电流都是0）。假如我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，假如没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（由于没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输进的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输进的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
饱和情况。由于受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无穷增加下往的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进进了饱和状态。一般判定三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进进饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开封闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开封闭合。假如三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。
假如我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。假如基极电流比较大时（大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β），三极管就饱和，相当于开封闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。假如基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加（在三极管未饱和之前）。
除了B极外，C和E极都是可以接负载的，C输出常用于电压放大；E通常用于电流放大。