三极管输入输出特性曲线讲解

三极管特性曲线是反映三极管各电极电压和电流之间相互关系的曲线,是用来描述晶体三极管工作特性曲线,常用的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线。这里以下图所示的共发射极电路来分析三极管的特性曲线。三极管特性曲线测量电路图

输入特性曲线

该曲线表示当e极与c极之间的电压Uec保持不变时,输入电流(即基极电流Ib)和输入电压(即基极与发射极间电压Ueb)之间的关系曲线,如右图所示:

三极管输入特性曲线

从曲线中可看到,当Uec=0时,晶体三极管的输入特性曲线与二极管的正向伏安特性相同,这是因为此时发射结和极电结都正向偏置,三极管相当于两个PN结的同向并列。当Uec不等于0时,在同一Ueb下,Ib随Uec值增加而减小,这是因为有了Uec作用之后,原来的发射极流入基极的电流有一部分留到集电极去了。当Uec增加到1伏以后再继续增加,因发射极电流绝大部分已经流进集电极,Ib就不再减小了,所以图中的②和③曲线基本上重合,通常Uec〉1伏时只用一根线来表示。

从图中可以看出,三极管在正常工作时,Ueb是很小的,仅有零点几伏。如果Ueb太大了会使Ib剧烈增加而损坏三极管,一般情况下,硅管发射结电压Ube在0.7伏左右,锗管发射结电压Ueb在0.3伏左右。

输出特性曲线

三极管输入特性曲线该曲线表示基极电流Ib一定时,三极管输出电压Uec与输出电流Ic之间的关系曲线,如下右图所示。图中的每条曲线表示,当固定一个Ib值时,调节Rc所测得的不同Uec下的Ic值。根据输出特性曲线,三极管的工作状态分为三个区域。

截止区:它包括Ib=0及Ib〈0(即Ib与原方向相反)的一组工作曲线。当Ib=0,Ic=Iceo(称为穿透电流),在常温下此值很小。在此区域中,三极管的两个PN结均为反向偏置,即使Uec电压较高,管子中的电流Ic却很小,此时的管子相当于一个开关的开路状态。

饱和区:该区域中的电压Uec的数值很小,Ube〉Uec集电极电流Ic随Uec的增加而很快的增大。此时三极管的两个PN结均处于正向偏置,集电结失去了收集某区电子的能力,Ic不再受Ib控制。Uec对Ic控制作用很大,管子相当于一个开关的接通状态。

放大区:此区域中三极管的发射结正向偏置,而集电极反向偏置。当Uec超过某一电压后曲线基本上是平直的,这是因为当集电结电压增大后,原来流入基极的电流绝大部分被集电极拉走,所以Uec再继续增大时,电流Ic变化很小,另外,当Ib变化时,Ic即按比例的变化,也就是说,Ic受Ib的控制,并且Ic变化比Ib的变化大很多,△Ic和△Ib成正比,两者之间具有线性关系,因此此区域又称为线性区。在放大电路中,必须使用三极管工作在放大区。

由三极管的三种状态产生了三极管的两个应用场合:放大电路和开关电路

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