2sc1815三极管工作原理及放大倍数

　　2sc1815三极管工作原理

　　2sc1815是日本公司生产的一种常用的NPN小功率硅三极管。该管耐压值是40V，Pcm=400mW，Icm=150mA。晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的。

　　对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。

　　当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

　　在制造2sc1815三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。

　　由于基区很薄，加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic

　　这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即： β1=Ic/Ib

　　式中：β1--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为： β= △Ic/△Ib

　　式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。

　　2sc1815三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

2sc1815三极管的输入特性曲线                                2sc1815三极管的输出特性曲线

　　电路图中左端的第一级运放中，由于稳压管的反向伏安特性，其具有稳压作用，因此可以保证运算放大器的同相输入端电压U1+和反相输入端U1-保持不变；因此输出端的电压恒定为：Uo=A1（（U1+）-（U1-）），其中A1为放大倍数。

　　Uo在三极管的基极，可知基极的电流保持不变，为Ib；又有三级管工作在放大状态知Ic=βIb也保持不变，即硅二极管所处的环境是恒流的；当由于温度的变化而导致其电阻发生变化的时候，其两端的电压降就会相应发生变化，也即第二级运算放大的U+2变化，而由于10KΩ电阻的分压作用，使得U2-不变，因此使得第二级运放的输入电压Ud2变化，因而经过第二级运放的放大作用使得最终的输出电压为U2o=A2（（U2+）-（U2-））也相应的发生变化。

　　由最终输出的电压可以根据硅二极管的温度特性，反过来推算出当时所处的温度的大小，从而实现测量温度的目的。

　　2sc1815放大倍数计算公式

　　2sc1815放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值：

　　需要注意的是，若输出波形出现明显失真，则此值就失去意义了，因此在输出端要有监视失真的措施（如用示波器观察波形）。