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晶体管的共射特性曲线

2015-4-28 08:59| 编辑:电工学习网| 查看: 7765| 评论: 0

摘要: 晶体管的特性曲线是描述晶体管各个电极之间电压与电流关系的曲线,它们是晶体管内部截流子运动规律在管子外部的表现,用于对晶体管的性能、参数和晶体管电路的分析估算。 1、输入特性曲线 输入特性曲线描述了在管压降UCE保持不变的前 ...

晶体管的特性曲线是描述晶体管各个电极之间电压与电流关系的曲线,它们是晶体管内部截流子运动规律在管子外部的表现,用于对晶体管的性能、参数和晶体管电路的分析估算。

1、输入特性曲线

输入特性曲线描述了在管压降UCE保持不变的前提下,基极电流IB和发射结压降UBE之间的函数关系,即

(1)

由图1可见,NPN型晶体管的输入特性曲线的特点如下:

图1 晶体管输入特性曲线

(1)输入特性曲线有一个开启电压,只有当UBE的值大于开启电压后,IB的值与二极管一样随UBE的增加按指数规律增大,电流IB有较大的变化,UBE的变化却很小,可以近似认为导通后发射结的电压基本保持不变。硅管的开启电压为0.5V,发射结的导通电压UON为0.6~0.7V;锗管的开启电压为0.2V,发射结的导通电压UON为0.2~0.3V;

(2)当UCE=0时,集电极与发射极短路,即集电结与发射结并联,相当于两个二极管并联,输入特性曲线与二极管特性曲线相似。当UCE=1V时,集电结处于反向偏置,内电场加强,发射区注入基区的电子绝大多数被拉到集电区,只有少数电子与基区的空穴复合形成基极电流IB。在相同UBE下,基极电流比UCE=0V时减少,从而使曲线右移。UCE>1V以后,输入特性曲线基本上与UCE=1V时的特性曲线重合,这是因这UCE>1V后,集电极将发射区发射过来的电子几乎全部收集走,对基区电子与空穴的复合影响不大,IB的改变也不明显。所以通常UCE>1时只画一条曲线。

2、输出特性曲线

(2)

特性曲线如图2所示,当IB改变时,IC和UCE的关系是一组平行的曲线簇,并有截止、放大和饱和3个工作区。

图2 晶体管输出特性曲线

(1)截止区

IB=0特性曲线以下的区域称为截止区。此时晶体管的集电结处于反偏,发射结电压ube<UON,也处于反偏。集电极电流IC=0。在电路中犹如一个断开的开关。三极管工作在截止区时,三个电极之间的关系为:对于NPN型,VB<VE;对于PNP型,VB>VE

实际上处于截止状态下的晶体管集电极有很小的电流ICEO,该电流称为晶体管的穿透电流,它是在基极开路时测得的集电极-发射极间的电流,它不受IB的控制,但受温度的影响。

(2)饱和区

对于硅管,当UCE减小到小于0.7V时,集电结也进入正向偏置状态,集电极吸收电子的能力将下降,此时IB再增大,IC几乎就不再增大了,晶体管失去了电流放大作用,这个状态称为饱和状态。三极管工作在饱和区时,三个电极之间的关系为:对于NPN型,VB >VC>VE;对于PNP型,VB <VC<VE

数字电路中的各种开关电路就是利用晶体管截止和饱和状态与开关断、通的特性很相似的这种特性制作的。

(3)放大区

处于晶体管的特性曲线饱和区和截止区之间的部分就是放大区。工作在放在区的晶体管具有电流放大作用。此时发射结正偏UBE>UON,集电结反偏UCE>UBE。IC只受IB控制,IC=βIB几乎与UCE的大小无关。说明晶体管相当于一个输出电流IC受IB控制的受控电流源。所以晶体管是电流控制器件。三极管工作在放大区时,三个电极之间的关系为:对于NPN型,V C>VB > VE;对于PNP型,V C< VB <VE

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