
单管共射极放大电路处于放大状态,要使电路恢复成饱和状态,通常采用的方法是()。 A. 增大三极管负载电阻 B. 增大偏置电阻 C. 减小偏置电阻 D. 减小三极管负载电阻 E. 提高电源电压
要使处于放大状态的单管共射极电路进入饱和状态,关键是破坏放大区“发射结正偏、集电结反偏”的条件,使集电结转为正偏。从电路参数看,需满足两个核心条件:增大基极电流 或 减小集电极负载电阻 ,使集电极电流 无法随 线性增大,最终导致 (硅管),集电结进入正偏状态。
共射电路中,基极偏置电阻 \(R_b\) 决定静态基极电流 \(I_b = \frac{V_{CC} - U_{be}}{R_b}\)(忽略发射极电阻时)。减小 \(R_b\) 会直接增大 \(I_b\),当 \(I_b\) 超过临界饱和值 \(I_{bs} = \frac{V_{CC}}{\beta R_c}\) 时,\(I_c\) 达到最大值 \(\frac{V_{CC}}{R_c}\),继续增大 \(I_b\) 无法使 \(I_c\) 增加,此时 \(V_{ce}\) 降至 0.3V 左右,三极管进入饱和区。
例如:若 \(V_{CC}=12V\)、\(R_c=1k\Omega\)、\(\beta=100\),则 \(I_{bs} = \frac{12V}{100 \times 1k\Omega} = 0.12mA\)。若原 \(I_b=0.05mA\)(放大状态),将 \(R_b\) 从 220kΩ 减小到 100kΩ,\(I_b\) 增大至 0.11mA(仍放大),继续减小到 50kΩ 时 \(I_b=0.23mA > I_{bs}\),三极管饱和。
根据 \(V_{ce} = V_{CC} - I_c R_c\),在 \(I_c = \beta I_b\) 不变时,增大 \(R_c\) 会降低 \(V_{ce}\)。当 \(R_c\) 足够大,即使 \(I_b\) 未超过 \(I_{bs}\),也可能因 \(I_c R_c > V_{CC}\) 迫使 \(V_{ce}\) 降至饱和电压(如 0.3V)。
例如:原 \(R_c=1k\Omega\) 时 \(V_{ce}=6V\)(放大区),若 \(R_c\) 增大到 10kΩ,\(V_{ce} = 12V - 100 \times 0.05mA \times 10kΩ = 7V\)(仍放大);继续增大到 20kΩ 时,\(V_{ce} = 12V - 5mA \times 20kΩ = -88V\)(实际被钳位至 0.3V,饱和)。
增大偏置电阻(B选项):会减小 \(I_b\),导致 \(I_c\) 下降、\(V_{ce}\) 上升,三极管更接近截止区,与目标相反。
减小集电极负载电阻(D选项):会增大 \(V_{ce}\),使电路更稳定地工作在放大区,甚至接近截止区。
提高电源电压(E选项):若 \(R_b\)、\(R_c\) 不变,\(I_b\) 增大(因 \(I_b = \frac{V_{CC} - U_{be}}{R_b}\)),但 \(V_{CC}\) 增大也会使 \(I_{bs} = \frac{V_{CC}}{\beta R_c}\) 同步增大,可能无法突破饱和临界值,效果不确定。
使放大状态进入饱和的有效方法是减小偏置电阻(C选项)或增大集电极负载电阻(A选项)。二者原理相通:前者通过增大 \(I_b\) 突破 \(I_{bs}\),后者通过减小 \(I_c\) 的最大可能值(\(\frac{V_{CC}}{R_c}\))使 \(I_b \times \beta\) 提前超过该值,最终均导致 \(V_{ce} < 0.6V\),集电结正偏。
实际应用中,调节偏置电阻更常用,例如数字电路中通过基极电阻控制三极管在饱和与截止间切换(开关状态)。
答案:A、C