晶体三极管输入和输出特性ppt课件.ppt

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1、2.1 晶体三极管输入晶体三极管输入和输出特性和输出特性2.1.4 三极管的输入和输出特性三极管的输入和输出特性2.1.5 三极管主要参数三极管主要参数 2.1.6 三极管的简单测试三极管的简单测试1.5.3 特性曲线特性曲线ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 实验线路实验线路下一页上一页首 页一、一、输入特性输入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：工作压降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,锗锗管管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死区电死区电压，硅管压，硅管0.5V，锗，锗管管0.2V。1.5下一页上一页首 页3 3

2、、三极管共射组态的输入特性曲线、三极管共射组态的输入特性曲线 以以 VCE为参变量的输入特性曲线为参变量的输入特性曲线 ： iB=f(uB E ,uC E) iB=f(uBE)| uCE=常 数 BJT的输入特性曲线为一组曲线的输入特性曲线为一组曲线ib (A)U（BR）EBOICBOICEOUCE=0UCE=1UCE=10（1）正正向向特特性性：与与 二二 极极 管管 正正 向向 特特 性性 相相 似似iB (A)UCE=0UCE=1UCE=102.1.4 三极管的输入和输出特性三极管的输入和输出特性 集射极之间的电压集射极之间的电压VCE一定时，发射结电压一定时，发射结电压VBE与基极电流

3、与基极电流IB之间的关系曲线。之间的关系曲线。一、共发射极输入特性曲线一、共发射极输入特性曲线动画动画 三极管的输入特性三极管的输入特性5VBE与与IB成非线性关系。成非线性关系。由图可见：由图可见：1当当V CE 2 V时，特性曲线基本重合。时，特性曲线基本重合。2当当VBE很小时，很小时，IB等于零，等于零， 三极管处于截止状态；三极管处于截止状态；3当当VBE大于门槛电压（硅管大于门槛电压（硅管 约约0.5V，锗管约，锗管约0.2V）时，）时， IB逐渐增大，三极管开始导逐渐增大，三极管开始导 通。通。4三极管导通后，三极管导通后，VBE基本不基本不 变。硅管约为变。硅管约为0.7V，锗

4、管，锗管 约为约为0.3V，称为三极管的导，称为三极管的导 通电压。通电压。图图2.1.9 共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线1.5.3 特性曲线特性曲线ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 实验线路实验线路下一页上一页首 页IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A饱和区饱和区1.5截止区截止区放大放大区区有三个区：有三个区：下一页上一页首 页三、三、 三极管特性曲线（讲授三极管特性曲线（讲授40分钟）分钟）iB=iB2iB=iB3饱和区饱和区击穿区击穿区截止区截止区临界饱和线临界饱和线uCEiCU（BR）CEOiB=-ICB

5、OiB=iB1iB=iB4iB=iB5ib (A)U（BR）EBOICBOICEOUCE=0UCE=1UCE=10 ic= f (iB,uC E) iB=-ICBO 饱饱合合区区：集集电电结结正正偏偏，发发射射结结正正偏偏 放放大大区区：集集电电结结反反偏偏，发发射射结结正正偏偏2 2、三极管共射组态的输出特性曲线：、三极管共射组态的输出特性曲线： 当当iB为为某某一一常常数数时时，可可相相应应地地测测出出一一条条输输出出特特性性曲曲线线。 ic= f (uC E)|iB= 常 数 。 截截至至区区：集集电电结结和和发发射射结结都都反反偏偏。饱和区饱和区U（BR）CEO击穿区击穿区截止区截止区

6、临界饱和线临界饱和线uCEiCiB=iB5 击击穿穿区区：uCE U（BR）CEO iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1 ii: 输输出出特特性性曲曲线线平平行行等等距距：iB对对 iC有有控控制制作作用用iB=-ICBOU（BR）CEO击穿区击穿区截止区截止区uCEiCiB=iB5临界饱和线临界饱和线饱和区饱和区iB=iB1iB=iB2iB=iB3iB=iB4iC1iC2iC3iC4在在放大区放大区，i iC C随着随着i iB B按按倍成比例变化，晶体管具有电流放大作用。对输入信号倍成比例变化，晶体管具有电流放大作用。对输入信号进行放大就要使三极管工作在放大区。进行放大就要使三

7、极管工作在放大区。 放大区的特点是：放大区的特点是：发射结正偏，集电结反偏，发射结正偏，集电结反偏，i iC CiiB B。EC ICBOiB=-ICBOU（BR）CEO击穿区击穿区截止区截止区uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1 IB = 0 的曲线以下的区的曲线以下的区域称为截止区。域称为截止区。IB = 0 时时, IC = ICEO( (很小很小) )。对。对 NPN 型硅管，型硅管，当当UBE 0.5 V 时，即已开始时，即已开始截止，但为了使晶体管可靠截止，但为了使晶体管可靠截止，常使截止，常使 UBE 0，截止时，截止时集电结也处于反向偏置集电结

8、也处于反向偏置( (UBC 0) )，此时此时, IC 0 ，UCE UCC 。iB=-ICBOU（BR）CEO击穿区击穿区截止区截止区uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1临界饱和线临界饱和线饱和区饱和区( (3) ) 饱和区饱和区 当当 UCE 0) )，晶体晶体管工作于饱和状态。在饱和区，管工作于饱和状态。在饱和区，IC 和和 IB 不成正比。此时，发不成正比。此时，发射结也处于正向偏置，射结也处于正向偏置，UCE 0 ， IC UCC/RC 。当当u uCECE较小时，曲线陡峭，这部分较小时，曲线陡峭，这部分称为称为饱和区饱和区。在饱和区，。在饱和区，i

9、 iB B增加时增加时i iC C变化不大，不同变化不大，不同i iB B下的几条曲线下的几条曲线几乎重合，表明几乎重合，表明i iB B对对i iC C失去控制，失去控制，呈现呈现“饱和饱和”现象。现象。饱和区的特点是饱和区的特点是：发射结和集电结都正：发射结和集电结都正偏，三极管没有放大作用。偏，三极管没有放大作用。 在放大状态，当在放大状态，当IB一定时，一定时，IC不随不随VCE变化，即放大变化，即放大状态的三极管具有恒流特性。状态的三极管具有恒流特性。 输出特性曲线可分为三个工作区输出特性曲线可分为三个工作区:1. 截止区截止区CEOCB, 0III条件：条件：发射结反偏或两端电压为

10、零。发射结反偏或两端电压为零。 特点：特点： 。2 .饱和区饱和区条件：条件：发射结和集电结均为正偏。发射结和集电结均为正偏。 特点：特点： 。CESCEVV称为饱和管压降，小功率硅管约称为饱和管压降，小功率硅管约0. .3V，锗管约为，锗管约为0. .1V。CESV3 .放大区放大区BCII条件：条件：发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏特点：特点： IC受受IB控制控制 ，即，即 。UCE /VIB = 40 A30 A20 A10 A0 输出特性曲线可划输出特性曲线可划分四个区域：分四个区域：返回特性曲线返回特性曲线(常数）BCII。IC 0，IB 00反向击穿电压反向击穿电压U

11、(BR)CEOIC /mA饱和区饱和区、放大区放大区、截止区截止区、击穿区击穿区。U(BR)CEOIC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特点：特点：条件：条件： 发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。IC不受不受IB控制，而受控制，而受VCE影响。影响。VCE略增，略增，IC显著增加。显著增加。返回特性曲线返回特性曲线饱和区饱和区（ VBE 0.7V，VCE0.3V）IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特点特点条件条件发射发射结正偏结正偏集电集电结反偏结反偏VCE曲线略上翘曲线略上翘具有正向受控作用具有正向受控作用返回

12、返回输出输出特性特性曲线曲线q 截止区截止区（ VBE 0.5V， VCE 0.3V）IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特点：特点：条件：条件： 发射结反偏，集电结反偏。发射结反偏，集电结反偏。IC 0，IB 0近似为近似为IB0 0以下区域以下区域 返回输出特性曲线返回输出特性曲线q 击穿区击穿区特点：特点：VCE增大到一定值时，集电结反向击穿，增大到一定值时，集电结反向击穿，IC急剧增大。急剧增大。V(BR)CEO集电结反向击穿电压，随集电结反向击穿电压，随IB的增大而减小。的增大而减小。注意：注意：IB = 0时，击穿电压为时，击穿电压为V(BR)CE

13、OIE = 0时，击穿电压为时，击穿电压为V(BR)CBOV(BR)CBO V(BR)CEOIC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0IB = - -ICBO (IE = 0)V(BR)CBO返回输出特性曲线返回输出特性曲线ICUCE0U(BR)CEOICMPCM 最大允许集电极电流最大允许集电极电流ICM（若若ICICM 造成造成 ） 反向击穿电压反向击穿电压U(BR)CEO（若若UCEU(BR)CEO 管子击穿管子击穿）UCE PCM 烧管烧管）PC 0 ICIB+UCE ( (a) )放大放大 UBC 0+IC 0 IB = 0+ UCE UCC ( (b)

14、)截止截止 UBC 0 IB+ UCE 0 ( (c) )饱和饱和 UBC 0+CCCCRUI 在放大状态下的三极管输出的集电极电流在放大状态下的三极管输出的集电极电流IC ，主要，主要受正向发射结电压受正向发射结电压VBE的控制，而与反向集电结电压的控制，而与反向集电结电压VCE近似无关。近似无关。 注意注意：NPN型管与型管与PNP型管工作原理相似，但由于型管工作原理相似，但由于它们形成电流的载流子性质不同，结果导致各极电流它们形成电流的载流子性质不同，结果导致各极电流方向相反，加在各极上的电压极性相反。方向相反，加在各极上的电压极性相反。 V1NPP+PNN+V2V2V1+ + - -

15、+ + - - - + - + - + - + IEICIBIEICIB 除了发射极上的箭头方向不同外，其他都相同，除了发射极上的箭头方向不同外，其他都相同，但箭头方向都是由但箭头方向都是由P P指向指向N N，即，即PNPN结的正向电流方向。结的正向电流方向。发射结发射结正正偏，集电结偏，集电结反反偏：偏：放大模式放大模式发射结发射结正正偏，集电结偏，集电结正正偏：偏：饱和模式饱和模式发射结发射结反反偏，集电结偏，集电结反反偏：偏：截止模式截止模式例子例子（最常用）（最常用）（用于开关电路中）（用于开关电路中）eb 基区：减少基区向发射区发射基区：减少基区向发射区发射的多子，提高发射效率。的

16、多子，提高发射效率。q 基区的作用：基区的作用：将发射到基区的多子，自发射结将发射到基区的多子，自发射结传输到集电结边界。传输到集电结边界。 基区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合基区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合机会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。机会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。q 集电结反偏、且集电结面积大：集电结反偏、且集电结面积大：保证扩散到集电保证扩散到集电结边界的载流子全部漂移到集电区，形成受控的集结边界的载流子全部漂移到集电区，形成受控的集电极电流。电极电流。总结总结输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点:(1)放大区：放大区：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。 即：即： IC= IB , 且且 IC = IB(2) 饱和区：饱和区：发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。 即：即：UCE UBE ， IBIC，UCE 0.3V (3) 截止区：截止区： UBE 死区电压，死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 1.5下一页上一页首 页