讲稿六 晶体管的特性曲线.pdf
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8.1.3晶体管的特新曲线一、三极管的特性曲线(以NPN型三极管的共射特性曲线为例)1.测试电路IB=f(VBE)|V=常数2.输入特性,CE①UCE=0V时,IB与UBE的关系曲线雷同于二极管的还向伏安特性,(此时,相当于两个二极管正向并联接在b、e间)②UCE>1V后,IB与UBE的关系曲线几乎重叠在一起,故教材中提到UCE>1V时的输入特性更有实用意义,UCE>1V后的输入特性曲线就是以后分析的依据输入特性。IC=f(UCE)|常数3.输出特性,IB=在IB不同取值情况下,得到一簇特性曲线,时特点:①IB≤0IC≠0IC=ICEO即:基极开路,集电极与发射极间的反向饱和电流为穿透电流,少子漂移形成很小,对于硅管而言,ICEO一般在1uA以下,几乎在特性曲线上显示不出来,(实际表进夸张了)此时的电压偏置状态为:故UBEp0.UBCp0IB≤0的区域称为截止区。②IB>0,在某一定值时,IC的值基本不随UCE而变化,IB有变化时,ΔIC=ββΔIΔIB会引起IC较大的变化,即B值反映了电流的放大,体现了三极管的电流放大作用,IB>0,说明UBE>0,放大作用体现了C结收集载流子的能力:所以UBC>0,放大曲线族中平行等距的区域为放大区。③当UCE较小时,IB虽然增加,但IC却不以βIB的关系增加,即IB对IC没有控制作用,这是因为虽然UBE>0,但UBC>0,C结不是反偏收集电子,而是正偏状态,无力收集电子,UCE增大到于UBE时,UCE=UBE,UBC=0时,三极管的状态为临界饱和状态,一到了该状态,三极管即α具有IC=βIB的放大作用了。UCE<UBE的状态为过饱和状态或深度饱度状态。二、BJT的特性曲线(又称晶体管的伏安特性曲线)三极管外部各极电压和电流的关系曲线称为三极管的伏安特性曲线。同二极管的伏安特性曲线一样,三极管的伏安特性曲线能够说明许多问题。如:特性如何、质量好坏、某些参数以及定量估算等等。同样,三极管的特性曲线可用实验的方法得出,可用图示仪直接显示,还可用计算机辅助设计工具显示出来。共发射极输入特性曲线晶体管的输入特性曲线共发射极输出特性曲线晶体管的输出特性曲线8.1.4三极管的主要参数(一)电流放大系数(管子的作用参数)ΔIβ=C1.共射电流放大系数β:定义为ΔIBIβ=CβI2.共射直流电流放大系数:定义为B(忽略穿透电流ICEO时)ΔIα=C3.共基电流放大系数α:定义为ΔIEIα=CI4.共基直流放大系数α:定义为B(忽略反向饱和电流ICBO时)说明:①α与α,β与β在使用和计算时,不再进行严格区分。βαα=或β=②α与β之间的联系,1+β1−α(二)反向饱和电流(管子的质量参数)1.反向饱和电流ICBO:射极开路,集电极和基检之间的反向电流。Ge:ICBO约为几微安~几十微安,Si:ICBO在1微安以下,至纳安级。2.穿透电流ICEO:基极开路,集电极和发射极之间的反向电流,ICEO=(1+β)ICBO所以ICEO的大小还取决于β值。说明:这两个电流值愈小,管子质量愈高,选管时要加以注意。(三)极限参数(安全使用或高效使用管子的参数)1.集电极最大允许电流IcmIC过大时,β要减小,表现在输出特性上部分曲线簇变密,故将Icm设在β值下降到额定值的2/3,如β=60,则Icm设在β下降到40时所对就的IC值。2.集电极最大允许耗散功率PCMQpC=ICUCE管子要常期工作时,IC•UCEpPcm才是安全,过损耗区不安全,但瞬时超越是允许的。3.极间反向击穿电压U(BR)CEO.U(BR)CBO⎧UBCEO−−基极开路时集电极与发射极之间的反向击穿电压⎨U−−射极开路时集电极与基极之间的反向击穿电压⎩BCBO说明:根据极限参数,在输出特性曲线上可得到管子的安全工作区域。PNP型三极管适用NPN型三极管的放大原则同样适用PNP型管,内因和外因条件均不变,载流子相反。⎧Ge:0.3~0.2V⎨Si:0.7V发射结较小的正偏⎩集电结较大的反偏,UEC>1V以上双端口网络规定:端口电压上正下负为“正”,电流流入为“正”,流出为“负)。故:NPN型管运用时电量IB.IC为正,输入信号电压瞬时极性为正时,输出瞬时极性为负。PNP型管运用时电量:IB.IC为负,输入信号电压瞬时极性为负时,输出瞬时极性为正。四、BJT的放大作用BJT的最基本应用是放大微弱的电信号。在图示共发射极放