原创 三极管饱和（1）

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很多模拟电路书中都会详细的讲三极管饱和的概念和过程。但真要透彻理解，还是要一个过程吧。每一次应用后，都会感觉自己的理解又有了一个提高。希望今天能把自己的理解准确地表达出来。

首先我用PSPICE画了这个图。大家可以先注意一下这个电阻，10K。如果流过接近0.5mA的话，管子就饱和了。我认为理解饱和，就先从这个电阻开始。实际应用中，即使不是电阻，也是有源负载，它的电阻值是很大的。

    三极管正常放大时，集电极电流是基极电流的B倍放大。但当Ib再增加时，Ic的增加就会导致R1上的分压增加，Q1的集电极电位迅速下降，直到Vce很小，Vbe正偏，达到饱和。饱和后Ic也就不再是Ib的B倍了，而是小于B倍。

    再从三极管结构来讲：NPN管，当发射极的电子注入(有正向的Vbe)基区，再扩散到集电结边缘。放大区工作时，反偏的电压会把边缘的电子立刻吸引到集电极。当电流逐渐增加，反偏电压就会逐渐减小了。当Ic大到使Vcb为0时，管子进入饱和，就不再有电场吸引这些结边缘的电子了，电子只能是扩散到集电极。当Ic再增加时，Vbc就正偏了，会阻碍电子扩散了，但因为基区电子浓度太大了，所以能够满足Ic。同时也是因为基区电子浓度大，在数字电路中，转换管子状态时，速度会很慢。

     CE间最主要电阻为集电极电阻，Vce的饱和压降也就近似为这个电阻ro与R1的分压。ro比R1小得多，所以这个分压基本上是0.3V附近。

    我以前理解饱和总是从器件内部去想，去理解电子怎么运动，电场怎么形成，而忽略了外围的电路。

    不管对饱和的定义如何：可以是两个结电压都正偏；也可以是Ic小于Ib的B倍；或者是Ic不再随Ib的增加而增加；甚至于Ib不变，Ic会减小等，归结到一点，我认为都是因为负载分压的变化引起的。然后才是去分析器件内部电压、电子浓度、浓度梯度的变化。