晶體三極管輸入和輸出特性課件

2.1晶體三極管輸入和輸出特性2.1.4三極管的輸入和輸出特性2.1.5三極管主要參數(shù)2.1.6三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試晶體三極管輸入和輸出特性1.5.3

特性曲線ICmA

AVVUCEUBERBIBECEB

實(shí)驗(yàn)線路下一頁(yè)上一頁(yè)首頁(yè)晶體三極管輸入和輸出特性一、輸入特性UCE1VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V

死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。1.5下一頁(yè)上一頁(yè)首頁(yè)晶體三極管輸入和輸出特性3、三極管共射組態(tài)的輸入特性曲線BJT的輸入特性曲線為一組曲線ib(μA)uBEU（BR）EBOICBO＋I(xiàn)CEOUCE=0UCE=1UCE=10晶體三極管輸入和輸出特性iB(μA)uBEUCE=0UCE=1UCE=10晶體三極管輸入和輸出特性2.1.4三極管的輸入和輸出特性

集射極之間的電壓VCE一定時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓VBE與基極電流IB之間的關(guān)系曲線。一、共發(fā)射極輸入特性曲線動(dòng)畫(huà)三極管的輸入特性晶體三極管輸入和輸出特性5．VBE與IB成非線性關(guān)系。由圖可見(jiàn)：1．當(dāng)V

CE≥2V時(shí)，特性曲線基本重合。2．當(dāng)VBE很小時(shí)，IB等于零，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；3．當(dāng)VBE大于門(mén)檻電壓（硅管約0.5V，鍺管約0.2V）時(shí)，

IB逐漸增大，三極管開(kāi)始導(dǎo)通。4．三極管導(dǎo)通后，VBE基本不變。硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V，稱(chēng)為三極管的導(dǎo)通電壓。圖2.1.9共發(fā)射極輸入特性曲線晶體三極管輸入和輸出特性1.5.3

特性曲線ICmA

AVVUCEUBERBIBECEB

實(shí)驗(yàn)線路下一頁(yè)上一頁(yè)首頁(yè)晶體三極管輸入和輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A飽和區(qū)1.5截止區(qū)放大區(qū)有三個(gè)區(qū)：下一頁(yè)上一頁(yè)首頁(yè)晶體三極管輸入和輸出特性三、三極管特性曲線（講授40分鐘）iB=iB2iB=iB3飽和區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)臨界飽和線uCEiCU（BR）CEOiB=-ICBOiB=iB1iB=iB4iB=iB5ib(μA)uBEU（BR）EBOICBO＋I(xiàn)CEOUCE=0UCE=1UCE=10晶體三極管輸入和輸出特性iB=-ICBO2、三極管共射組態(tài)的輸出特性曲線：飽和區(qū)U（BR）CEO擊穿區(qū)截止區(qū)臨界飽和線uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1晶體三極管輸入和輸出特性iB=-ICBOU（BR）CEO擊穿區(qū)截止區(qū)uCEiCiB=iB5臨界飽和線飽和區(qū)iB=iB1iB=iB2iB=iB3iB=iB4iC1iC2iC3iC4在放大區(qū)，iC隨著iB按β倍成比例變化，晶體管具有電流放大作用。對(duì)輸入信號(hào)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：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，iC＝βiB。晶體三極管輸入和輸出特性ECICBOiB=-ICBOU（BR）CEO擊穿區(qū)截止區(qū)uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1IB=0的曲線以下的區(qū)域稱(chēng)為截止區(qū)。IB=0時(shí),IC=ICEO(很小)。對(duì)NPN型硅管，當(dāng)UBE<

0.5V時(shí)，即已開(kāi)始截止，但為了使晶體管可靠截止，常使UBE

0，截止時(shí)集電結(jié)也處于反向偏置(UBC

<

0)，此時(shí),IC

0，UCE

UCC。晶體三極管輸入和輸出特性iB=-ICBOU（BR）CEO擊穿區(qū)截止區(qū)uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1臨界飽和線飽和區(qū)(3)

飽和區(qū)

當(dāng)UCE

<

UBE時(shí)，集電結(jié)處于正向偏置(UBC

>

0)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IC和IB不成正比。此時(shí)，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置，UCE

0

，IC

UCC/RC。當(dāng)uCE較小時(shí)，曲線陡峭，這部分稱(chēng)為飽和區(qū)。在飽和區(qū)，iB增加時(shí)iC變化不大，不同iB下的幾條曲線幾乎重合，表明iB對(duì)iC失去控制，呈現(xiàn)“飽和”現(xiàn)象。飽和區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏，三極管沒(méi)有放大作用。

晶體三極管輸入和輸出特性

在放大狀態(tài)，當(dāng)IB一定時(shí)，IC不隨VCE變化，即放大狀態(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):1.截止區(qū)條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。特點(diǎn)：。2.飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。特點(diǎn)：。稱(chēng)為飽和管壓降，小功率硅管約0.3V，鍺管約為0.1V。3.放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏特點(diǎn)：

IC受IB控制，即。晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管

輸出特性曲線飽和區(qū)UCE/VIB=40A30A20A10A0

輸出特性曲線可劃分四個(gè)區(qū)域：返回特性曲線條件：特點(diǎn)：放大區(qū)條件：特點(diǎn)：截止區(qū)條件：特點(diǎn)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏I(xiàn)C受UCE影響，不受IB

控制，UCE略增，IC顯著增加。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏I(xiàn)C受IB控制，不受

VCE控制。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏I(xiàn)C

0，IB

0。擊穿區(qū)：0反向擊穿電壓U(BR)CEOIC/mA飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)。U(BR)CEO結(jié)合講三極管的放大原理安全工作區(qū)：晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點(diǎn)：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。IC不受IB控制，而受VCE影響。VCE略增，IC顯著增加。返回特性曲線飽和區(qū)（VBE

0.7V，VCE<0.3V

）晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管

放大區(qū)（VBE

0.7V，VCE>0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點(diǎn)條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏VCE

曲線略上翹具有正向受控作用返回輸出特性曲線晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管

截止區(qū)（VBE

0.5V，VCE

0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點(diǎn)：條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。IC0，IB0近似為IB≤0以下區(qū)域

返回輸出特性曲線晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管

擊穿區(qū)特點(diǎn)：VCE增大到一定值時(shí)，集電結(jié)反向擊穿，IC急劇增大。V(BR)CEO集電結(jié)反向擊穿電壓，隨IB的增大而減小。注意：IB=

0時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CEOIE=

0時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CBOV(BR)CBO>V(BR)CEOIC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0IB=-ICBO(IE=

0)V(BR)CBO返回輸出特性曲線晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管三極管安全工作區(qū)ICUCE0U(BR)CEOICMPCM

最大允許集電極電流ICM（若IC>ICM

造成

）

反向擊穿電壓U(BR)CEO（若UCE>U(BR)CEO

管子擊穿）UCE<U(BR)CEO

最大允許集電極耗散功率PCM（PC=ICVCE，若PC>PCM

燒管）PC<PCM要求IC

ICM返回輸出特性曲線晶體三極管輸入和輸出特性

當(dāng)晶體管飽和時(shí)，UCE

0，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開(kāi)關(guān)的接通，其間電阻很??；當(dāng)晶體管截止時(shí)，IC

0，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)，其間電阻很大，可見(jiàn)，晶體管除了有放大作用外，還有開(kāi)關(guān)作用。晶體管的三種工作狀態(tài)如下圖所示+

UBE>0

ICIB+UCE

(a)放大

UBC<0+IC

0IB=0+UCE

UCC

(b)截止

UBC<0++UBE

0

+UBE>

0

IB+UCE

0

(c)飽和

UBC>0+晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管

三極管特性——具有正向受控作用

在放大狀態(tài)下的三極管輸出的集電極電流IC

，主要受正向發(fā)射結(jié)電壓VBE的控制，而與反向集電結(jié)電壓VCE近似無(wú)關(guān)。注意：NPN型管與PNP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)致各極電流方向相反，加在各極上的電壓極性相反。V1NPP+PNN+V2V2V1+

-+

--+-+IEICIBIEICIB晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管從結(jié)構(gòu)看：從電路符號(hào)看：

無(wú)論是NPN還是PNP管，都有兩個(gè)PN結(jié)，三個(gè)區(qū)，三個(gè)電極。

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P指向N，即PN結(jié)的正向電流方向。三、三極管的工作狀態(tài)及其外部工作條件發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏：放大模式發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏：飽和模式發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏：截止模式例子（最常用）（用于開(kāi)關(guān)電路中）晶體三極管輸入和輸出特性第二章晶體三極管總結(jié):

在放大電路中三極管主要工作于放大狀態(tài)，即要求，發(fā)射結(jié)正偏(正偏壓降近似等于其PN結(jié)的導(dǎo)通壓降），集電結(jié)反偏（反偏壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其導(dǎo)通電壓才行）。對(duì)NPN