晶體三極管除了可作為放大器件應(yīng)用于各種模擬電路中外，還可以作為開關(guān)器件應(yīng)用在數(shù)字電路中。
以雙極型晶體三極管為例，由于靜態(tài)工作點(diǎn)的位置不同，晶體管有三種工作狀態(tài)。
1．放大狀態(tài)
如圖1所示，當(dāng)晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)處于輸出特性曲線的平坦部分即放大區(qū)時(shí)，晶體管工作在放大狀態(tài)，此時(shí)的特征為：
(1) 發(fā)射結(jié)處于正向偏置（vbe＞0），集電結(jié)處于反向偏置（vbc＜0），如圖2(a)所示。
圖1 雙極型三極管的三種工作區(qū)
(2) 集電極電流是基極電流的β倍，即ic＝βib
2．飽和狀態(tài)
如果調(diào)小基極偏置電阻rb，使基極電流ib增加，則工作點(diǎn)q將向上移動(dòng)。當(dāng)工作點(diǎn)移到q1位置時(shí)則已到達(dá)特性曲線的彎曲部分，如圖1所示。如果再繼續(xù)增加ib，則集電極電流ic已增加得很少，兩者在大小關(guān)系上不再滿足ic＝βib，而是ic＜βib，這時(shí)，晶體管就失去電流放大作用，進(jìn)入飽和區(qū)。
當(dāng)晶體管工作在飽和狀態(tài)時(shí)，其輸出電壓vce已減到很小，對(duì)npn型硅管而言，vce＝vce(sat)≈0.3v，比vbe(sat)(約為0.7v)還要小。即集電極電位比基極電位低，集電結(jié)已轉(zhuǎn)為正向偏置，如圖2(b)所示。所以射結(jié)集結(jié)均正偏是判斷三極管飽和的重要特征。
飽和時(shí)的集電極電流ic(sat)可由下式估算：
圖2 雙極型晶體管的三種工作狀態(tài)
(a)放大；(b)飽和；(c)截止
綜上所述，晶體管工作于飽和狀態(tài)時(shí)：
，這是飽和的條件；發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置； 、
3．截止?fàn)顟B(tài)
如果減小ib，則工作點(diǎn)向下移動(dòng)。當(dāng)ib＝0時(shí)，工作點(diǎn)移至q2，如圖1所示。這時(shí)ic＝iceo≈0， vce≈vcc，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。ib＝0的曲線以下的區(qū)域是晶體管的 截止工作區(qū)。
實(shí)際上，考慮到晶體三極管發(fā)射結(jié)的結(jié)電壓，對(duì)硅管而言，vbe＜0.5v時(shí)已開始截止。為了保證可靠截止，常使vbe＝0或加反向偏置。因此，射結(jié)集結(jié)均反偏是晶體管截止時(shí)的基本特征，如圖2(c)所示。
雙極型晶體管結(jié)電壓的典型數(shù)據(jù)列于表1中。
表1 雙極型晶體管結(jié)電壓的典型數(shù)據(jù)
由以上的分析可知，如果我們把晶體管的集電極、發(fā)射極之間等效成一個(gè)電子開關(guān)，當(dāng)晶體管飽和時(shí)，vce(sat) ≈0，如同電子開關(guān)被接通，其間電阻很?。划?dāng)晶體管截止時(shí)，ic≈0，如同電子開關(guān)被斷開，其間電阻很大。這就是晶體管的開關(guān)作用。數(shù)字電路就是利用晶體管的開關(guān)作用進(jìn)行工作的。