晶體三極管輸入和輸出特性

1、整理課件12.1 晶體三極管輸入晶體三極管輸入和輸出特性和輸出特性2.1.4 三極管的輸入和輸出特性三極管的輸入和輸出特性2.1.5 三極管主要參數(shù)三極管主要參數(shù) 2.1.6 三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試整理課件21.5.3 特性曲線特性曲線ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路整理課件3一、一、輸入特性輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺鍺管管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。1.5整理課件43

2、 3、三極管共射組態(tài)的輸入特性曲線、三極管共射組態(tài)的輸入特性曲線 以以 VCE為為參參變變量量的的輸輸入入特特性性曲曲線線 ： iB=f(uB E ,uC E) iB=f(uBE)| uCE=常 數(shù) BJT的輸入特性曲線為一組曲線的輸入特性曲線為一組曲線ib (A)U（BR）EBOICBOICEOUCE=0UCE=1UCE=10整理課件5（1）正正向向特特性性：與與 二二 極極 管管 正正 向向 特特 性性 相相 似似iB (A)UCE=0UCE=1UCE=10整理課件62.1.4 三極管的輸入和輸出特性三極管的輸入和輸出特性 集射極之間的電壓集射極之間的電壓VCE一定時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓一定時(shí)，發(fā)

3、射結(jié)電壓VBE與基極電流與基極電流IB之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。一、共發(fā)射極輸入特性曲線一、共發(fā)射極輸入特性曲線動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) 三極管的輸入特性三極管的輸入特性整理課件75VBE與與IB成非線性關(guān)系。成非線性關(guān)系。由圖可見(jiàn)：由圖可見(jiàn)：1當(dāng)當(dāng)V CE 2 V時(shí)，特性曲線基本重合。時(shí)，特性曲線基本重合。2當(dāng)當(dāng)VBE很小時(shí)，很小時(shí)，IB等于零，等于零， 三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；3當(dāng)當(dāng)VBE大于門檻電壓（硅管大于門檻電壓（硅管 約約0.5V，鍺管約，鍺管約0.2V）時(shí)，）時(shí)， IB逐漸增大，三極管開(kāi)始導(dǎo)逐漸增大，三極管開(kāi)始導(dǎo) 通。通。4三極管導(dǎo)通后，三極管導(dǎo)通后，VBE基本不基本不 變

4、。硅管約為變。硅管約為0.7V，鍺管，鍺管 約為約為0.3V，稱為三極管的導(dǎo)，稱為三極管的導(dǎo) 通電壓。通電壓。圖圖2.1.9 共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線整理課件81.5.3 特性曲線特性曲線ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路整理課件9IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A飽和區(qū)飽和區(qū)1.5截止區(qū)截止區(qū)放大放大區(qū)區(qū)有三個(gè)區(qū)：有三個(gè)區(qū)：整理課件10三、三、 三極管特性曲線（講授三極管特性曲線（講授40分鐘）分鐘）iB=iB2iB=iB3飽和區(qū)飽和區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)截止區(qū)臨界飽和線臨界飽和線uCEiC

5、U（BR）CEOiB=-ICBOiB=iB1iB=iB4iB=iB5ib (A)U（BR）EBOICBOICEOUCE=0UCE=1UCE=10整理課件11 ic= f (iB,uC E) iB=-ICBO 飽飽合合區(qū)區(qū)：集集電電結(jié)結(jié)正正偏偏，發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)正正偏偏 放放大大區(qū)區(qū)：集集電電結(jié)結(jié)反反偏偏，發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)正正偏偏2 2、三極管共射組態(tài)的輸出特性曲線：、三極管共射組態(tài)的輸出特性曲線： 當(dāng)當(dāng)iB為為某某一一常常數(shù)數(shù)時(shí)時(shí)，可可相相應(yīng)應(yīng)地地測(cè)測(cè)出出一一條條輸輸出出特特性性曲曲線線。 ic= f (uC E)|iB= 常 數(shù) 。 截截至至區(qū)區(qū)：集集電電結(jié)結(jié)和和發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)都都反反偏偏。飽和區(qū)飽和

6、區(qū)U（BR）CEO擊穿區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)截止區(qū)臨界飽和線臨界飽和線uCEiCiB=iB5 擊擊穿穿區(qū)區(qū)：uCE U（BR）CEO iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1整理課件12 ii: 輸輸出出特特性性曲曲線線平平行行等等距距：iB對(duì)對(duì) iC有有控控制制作作用用iB=-ICBOU（BR）CEO擊穿區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)截止區(qū)uCEiCiB=iB5臨界飽和線臨界飽和線飽和區(qū)飽和區(qū)iB=iB1iB=iB2iB=iB3iB=iB4iC1iC2iC3iC4在在放大區(qū)放大區(qū)，i iC C隨著隨著i iB B按按倍成比例變化，晶體管具有電流放大作用。對(duì)輸入信號(hào)倍成比例變化，晶體管具有電流放大作用。對(duì)輸入

7、信號(hào)進(jìn)行放大就要使三極管工作在放大區(qū)。進(jìn)行放大就要使三極管工作在放大區(qū)。 放大區(qū)的特點(diǎn)是：放大區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，i iC CiiB B。整理課件13EC ICBOiB=-ICBOU（BR）CEO擊穿區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)截止區(qū)uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1 IB = 0 的曲線以下的區(qū)域的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。稱為截止區(qū)。IB = 0 時(shí)時(shí), IC = ICEO( (很小很小) )。對(duì)。對(duì) NPN 型硅管，型硅管，當(dāng)當(dāng)UBE 0.5 V 時(shí)，即已開(kāi)始時(shí)，即已開(kāi)始截止，但為了使晶體管可靠截止，但為了使晶體管可靠截止，常

8、使截止，常使 UBE 0，截止時(shí)，截止時(shí)集電結(jié)也處于反向偏置集電結(jié)也處于反向偏置( (UBC 0) )，此時(shí)此時(shí), IC 0 ，UCE UCC 。整理課件14iB=-ICBOU（BR）CEO擊穿區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)截止區(qū)uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1臨界飽和線臨界飽和線飽和區(qū)飽和區(qū)( (3) ) 飽和區(qū)飽和區(qū) 當(dāng)當(dāng) UCE 0) )，晶體晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IC 和和 IB 不成正比。此時(shí)，發(fā)射不成正比。此時(shí)，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置，結(jié)也處于正向偏置，UCE 0 ， IC UCC/RC 。當(dāng)當(dāng)u uCECE較小時(shí)，曲線陡峭

9、，這部分較小時(shí)，曲線陡峭，這部分稱為稱為飽和區(qū)飽和區(qū)。在飽和區(qū)，。在飽和區(qū)，i iB B增加時(shí)增加時(shí)i iC C變化不大，不同變化不大，不同i iB B下的幾條曲線下的幾條曲線幾乎重合，表明幾乎重合，表明i iB B對(duì)對(duì)i iC C失去控制，失去控制，呈現(xiàn)呈現(xiàn)“飽和飽和”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。飽和區(qū)的特點(diǎn)是飽和區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏，三極管沒(méi)有放大作用。偏，三極管沒(méi)有放大作用。 整理課件15 在放大狀態(tài)，當(dāng)在放大狀態(tài)，當(dāng)IB一定時(shí)，一定時(shí)，IC不隨不隨VCE變化，即放大變化，即放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。狀態(tài)的三極管具有恒流特性。 輸出特性曲線可分為三個(gè)工作區(qū)輸出特性曲線

10、可分為三個(gè)工作區(qū):1. 截止區(qū)截止區(qū)CEOCB, 0III條件：條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 。2 .飽和區(qū)飽和區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 。CESCEVV稱為飽和管壓降，小功率硅管約稱為飽和管壓降，小功率硅管約0. .3V，鍺管約為，鍺管約為0. .1V。CESV3 .放大區(qū)放大區(qū)BCII條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏特點(diǎn)：特點(diǎn)： IC受受IB控制控制 ，即，即 。整理課件16UCE /VIB = 40 A30 A20 A10 A0 輸出特性曲線可劃輸出特性曲線可劃分四個(gè)區(qū)

11、域：分四個(gè)區(qū)域：(常數(shù)）BCII。IC 0，IB 00反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)CEOIC /mA飽和區(qū)飽和區(qū)、放大區(qū)放大區(qū)、截止區(qū)截止區(qū)、擊穿區(qū)擊穿區(qū)。U(BR)CEO整理課件17IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特點(diǎn)：特點(diǎn)：條件：條件： 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。IC不受不受IB控制，而受控制，而受VCE影響。影響。VCE略增，略增，IC顯著增加。顯著增加。飽和區(qū)（飽和區(qū)（ VBE 0.7V，VCE0.3V）IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特點(diǎn)特點(diǎn)條件條件發(fā)射發(fā)射結(jié)正偏結(jié)正偏集電集電結(jié)反

12、偏結(jié)反偏VCE曲線略上翹曲線略上翹具有正向受控作用具有正向受控作用整理課件19q 截止區(qū)截止區(qū)（ VBE 0.5V， VCE 0.3V）IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特點(diǎn)：特點(diǎn)：條件：條件： 發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。IC 0，IB 0近似為近似為IB0 0以下區(qū)域以下區(qū)域 整理課件20q 擊穿區(qū)擊穿區(qū)特點(diǎn)：特點(diǎn)：VCE增大到一定值時(shí)，集電結(jié)反向擊穿，增大到一定值時(shí)，集電結(jié)反向擊穿，IC急劇增大。急劇增大。V(BR)CEO集電結(jié)反向擊穿電壓，隨集電結(jié)反向擊穿電壓，隨IB的增大而減小。的增大而減小。注意：注意：IB = 0時(shí)，擊穿電壓

13、為時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CEOIE = 0時(shí)，擊穿電壓為時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CBOV(BR)CBO V(BR)CEOIC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0IB = - -ICBO (IE = 0)V(BR)CBO整理課件21ICUCE0U(BR)CEOICMPCM 最大允許集電極電流最大允許集電極電流ICM（若若ICICM 造成造成 ） 反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)CEO（若若UCEU(BR)CEO 管子擊穿）管子擊穿）UCE PCM 燒管）燒管）PC 0 ICIB+UCE ( (a) )放大放大 UBC 0+IC 0 IB = 0+ UCE UCC

14、 ( (b) )截止截止 UBC 0 IB+ UCE 0 ( (c) )飽和飽和 UBC 0+CCCCRUI 整理課件23 在放大狀態(tài)下的三極管輸出的集電極電流在放大狀態(tài)下的三極管輸出的集電極電流IC ，主要受，主要受正向發(fā)射結(jié)電壓正向發(fā)射結(jié)電壓VBE的控制，而與反向集電結(jié)電壓的控制，而與反向集電結(jié)電壓VCE近近似無(wú)關(guān)。似無(wú)關(guān)。 注意注意：NPN型管與型管與PNP型管工作原理相似，但由于它型管工作原理相似，但由于它們形成電流的載流子性質(zhì)不同，結(jié)果導(dǎo)致各極電流方們形成電流的載流子性質(zhì)不同，結(jié)果導(dǎo)致各極電流方向相反，加在各極上的電壓極性相反。向相反，加在各極上的電壓極性相反。 V1NPP+PNN+

15、V2V2V1+ + - - + + - - - + - + - + - + IEICIBIEICIB整理課件24 除了發(fā)射極上的箭頭方向不同外，其他都相同，除了發(fā)射極上的箭頭方向不同外，其他都相同，但箭頭方向都是由但箭頭方向都是由P P指向指向N N，即，即PNPN結(jié)的正向電流方向。結(jié)的正向電流方向。發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏，集電結(jié)偏，集電結(jié)反反偏：偏：放大模式放大模式發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏，集電結(jié)偏，集電結(jié)正正偏：偏：飽和模式飽和模式發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)反反偏，集電結(jié)偏，集電結(jié)反反偏：偏：截止模式截止模式（最常用）（最常用）（用于開(kāi)關(guān)電路中）（用于開(kāi)關(guān)電路中）整理課件25eb 基區(qū)：減少基區(qū)向發(fā)射區(qū)發(fā)射的基區(qū)：減少基區(qū)向發(fā)射區(qū)發(fā)射的多子，提高發(fā)射效率。多子，提高發(fā)射效率。q 基區(qū)的作用：基區(qū)的作用：將發(fā)射到基區(qū)的多子，自發(fā)射結(jié)將發(fā)射到基區(qū)的多子，自發(fā)射結(jié)傳輸?shù)郊娊Y(jié)邊界。傳輸?shù)郊娊Y(jié)邊界。 基區(qū)很?。嚎蓽p少多子傳輸過(guò)程中在基區(qū)的復(fù)合基區(qū)很薄：可減少多子傳輸過(guò)程中在基區(qū)的復(fù)合機(jī)會(huì)，保證絕大部分載流子擴(kuò)散到集電結(jié)邊界。機(jī)會(huì)，保證絕大部分載流子擴(kuò)散到集電結(jié)邊界。q 集電結(jié)反偏、且集電結(jié)面積大：集電結(jié)反偏、且集電結(jié)面積大：保證擴(kuò)散到集電保證擴(kuò)散到集電結(jié)邊界的載