三極管的“開”與“關”

三極管的工作狀態為三種：截止，飽和和放大。三極管的截止和飽和想象成開關的關閉和開啟，下圖為典型的NPN型三極管共發射極放大電路，對于這樣的放大電路，大家需要有這樣的總體理解：

電源EC一方面為輸出信號提供能量，另一方面保證集電極和基極之間為反向偏置，使得三極管工作在放大狀態。

集電極電阻RC一方面限流，同時將集電極電流IC的變化轉換成電壓變化。

基極電壓EB和電阻RB使得三極管的基極和發射極之間為正向偏置，并提供合適的基極電流IB，使得三極管工作在合適的工作點，不會造成放大信號的失真。

耦合電容C1隔斷放大電路與信號源之間的直流通路，C2隔斷放大電路與負載之間的直流通路，同時使得需要被放大的交流信號幾乎無阻礙的通過放大電路。

1.基極電壓VB

分壓電路得到三極管基極電壓VB(三極管的輸入電阻Rin遠遠大于R2，因此兩者并聯之后的阻值幾乎等于R2)，很明顯三極管基極電壓VB等于VCC*R2/(R2 R1)。

2.集電極電流IC

知道基極電壓VB之后，由于三極管處于放大狀態，此時發射極電壓VE=VB-VBE同時也就知道了發射極電流IE。由基爾霍夫電流定律可知發射極電流=基極電流 集電極電流(因為集電極電流遠遠大于基極電流)，因此可以確定集電極電流IC的大小。

3.集電極電壓VC

顯然集電極電壓VC=VCC-IC*RC，且集電極和發射極之間的電壓VCE=VC-VE，結合這兩條公式可以得出集電極電流IC和集電極-發射機之間電壓VCE之間的函數關系(也就是三極管的靜態特性)，將這條靜態特性直線和三極管的輸出特性曲線結合，就可以很直觀的看出靜態工作點。

靜態工作點與放大信號的失真

NPN型三極管共發射極放大電路，首先就是選擇合適的偏置電阻以得到合適的基極電壓VB，其次就是選擇合適的集電極電阻RC和發射極電阻RE，確定三極管的負載特性，以此得到合適的靜態工作點Q。此時基極電流IB的微小變化，通過三極管的放大作用使得集電極電流IC以一定的放大倍數同相變化，而集電極電壓隨著基極電流IB的微小變化呈現反相變化(VC=VCC-IC*RC)。

如圖所示，假設初始狀態時確定了靜態工作點為Q2，且所需方法的信號呈現正弦變化，因此三極管基極的電流IB也呈現正弦的變化。

在km階段，基極電流IB逐漸增大，同時集電極電流IC也以正弦波的形式逐漸增大(同一時刻的IC和IB的比值也就是放大倍數不變);

當基極電流IB增大到36uA時，此時三極管的靜態工作點就變成了Q3，集電極電流到達m1點為5.6mA，集電極和發射極之間的電壓VCE到達m2點為1.05V。

飽和失真

如圖所示，初始狀態時三極管的靜態工作點Q已經比較靠近飽和端了，還是以被放大信號為正弦波為例。當基極電流IB隨著所需放大的信號逐漸增大時，三極管集電極電流IC達到飽和值，此時相當于正弦波的波峰被截掉了一部分，反映到輸出的放大信號即波谷被截掉了，這就是三極管靜態工作點過高導致的放大信號飽和失真。

同樣可以分析，若初始狀態時三極管的靜態工作點Q已經比較靠近截止端了，當基極電流IB隨著所需放大的信號逐漸減小時，三極管進入截止區域此時集電極電流IC幾乎為零，相當于正弦波的波谷被截掉了一部分，輸出的放大信號最大為VCC，這就是三極管靜態工作點過低導致的放大信號截止失真。

因此理想的三極管靜態工作點，是盡量確定在三極管的DC負載直線中點，即讓三極管的集電極-發射極之間的電壓VCE=VCC/2，結合兩條經驗公式VC=VCC/2和RC=10RE，即可確定較理想的三極管放大電路的靜態工作點。