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如何区分NPN和PNP电路,两者又有什么联系?

2020-05-16  goandlove

NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同,说得“专业”一点,就是“极性”问题。

NPN 是用 B→E 的电流(IB)控制 C→E 的电流(IC),E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即 VC > VB > VE

PNP 是用 E→B 的电流(IB)控制 E→C 的电流(IC),E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低,即 VC < VB < VE

总之 VB 一般都是在中间,VC 和 VE 在两边,这跟通常的 BJT 符号中的位置是一致的,你可以利用这个帮助你的形象思维和记忆。而且BJT的各极之间虽然不是纯电阻,但电压方向和电流方向同样是一致的,不会出现电流从低电位处流行高电位的情况。

如今流行的电路图画法,通常习惯“阳上阴下”,也就是“正电源在上负电源在下”。那NPN电路中,E 最终都是接到地板(直接或间接),C 最终都是接到天花板(直接或间接)。PNP电路则相反,C 最终都是接到地板(直接或间接),E 最终都是接到天花板(直接或间接)。这也是为了满足上面的VC 和 VE的关系。一般的电路中,有了NPN的,你就可以按“上下对称交换”的方法得到 PNP 的版本。无论何时,只要满足上面的6个“极性”关系(4个电流方向和2个电压不等式),BJT电路就可能正常工作。当然,要保证正常工作,还必须保证这些电压、电流满足一些进一步的定量条件,即所谓“工作点”条件。

对于NPN电路:

对于共射组态,可以粗略理解为把VE当作“固定”参考点,通过控制VB来控制VBE(VBE=VB-VE),从而控制IB,并进一步控制IC(从电位更高的地方流进C极,你也可以把C极看作朝上的进水的漏斗)。

对于共基组态,可以理解为把VB当作固定参考点,通过控制VE来控制VBE(VBE=VB-VE),从而控制IB,并进一步控制IC。

如果所需的输出信号不是电流形式,而是电压形式,这时就在 C 极加一个电阻 RC,把 IC 变成电压 IC*RC。但为满足 VC>VE, RC 另一端不接地,而接正电源。

而且纯粹从BJT本身角度,而不考虑输入信号从哪里来,共射组态和共基组态其实很相似,反正都是控制VBE,只不过一个“固定” VE,改变VB,一个固定VB,改变VE。

对于共射组态,没有“固定参考点”了,可以理解为利用VBE随IC或IE变化较小的特性,使得不论输出电流IE怎么变化(当然也有个限度),VE基本上始终跟随VB变化(VE=VB-VBE),VB升高,VE也升高,VB降低,VE也降低,这就是电压跟随器的名称的由来。

PNP电路跟NPN是对称的,例如:

对于共射组态,可以粗略理解为把VE当作“固定”参考点,通过控制VB来控制VEB(VEB=VE-VB),从而控制IB,并进一步控制IC(从C极流向电位更低的地方,你也可以把C极看作朝下的出水管)。

对于共基组态,可以理解为把VB当作固定参考点,通过控制VE来控制VEB(VEB=VE-VB),从而控制IB,并进一步控制IC。

……

上面所有的VE的“固定”二字都加了引号。因为E点有时是串联负反馈的引入点,这时VE也是变化的,但这个变化是反馈信号,即由VB变化这个因造成的果。

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