晶体三极管输入和输出特性.ppt

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1、2.1 晶体三极管输入和输出特性,2.1.4 三极管的输入和输出特性,2.1.5 三极管主要参数,2.1.6 三极管的简单测试,1.5.3 特性曲线,IC,V,UCE,UBE,RB,IB,EC,EB,实验线路,下一页,上一页,首 页,一、输入特性,工作压降： 硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V。,死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。,1.5,下一页,上一页,首 页,3、三极管共射组态的输入特性曲线,BJT的输入特性曲线为一组曲线,2.1.4 三极管的输入和输出特性,集射极之间的电压VCE一定时，发射结电压VBE与基极电流IB之间的关系曲线。,一、共发射极输入特性曲线,5VBE

2、与IB成非线性关系。,由图可见：,1当V CE 2 V时，特性曲线基本重合。,2当VBE很小时，IB等于零， 三极管处于截止状态；,3当VBE大于门槛电压（硅管 约0.5V，锗管约0.2V）时， IB逐渐增大，三极管开始导 通。,4三极管导通后，VBE基本不 变。硅管约为0.7V，锗管 约为0.3V，称为三极管的导 通电压。,图2.1.9 共发射极输入特性曲线,1.5.3 特性曲线,IC,V,UCE,UBE,RB,IB,EC,EB,实验线路,下一页,上一页,首 页,饱和区,1.5,截止区,放大区,有三个区：,下一页,上一页,首 页,三、 三极管特性曲线（讲授40分钟）,2、三极管共射组态的输出

3、特性曲线：,饱和区,截止区,在放大区，iC随着iB按倍成比例变化，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。,放大区的特点是：发射结正偏，集电结反偏，iCiB。,EC,iB=-ICBO,IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。IB = 0 时, IC = ICEO(很小)。对 NPN 型硅管，当UBE 0.5 V 时，即已开始截止，但为了使晶体管可靠截止，常使 UBE 0，截止时集电结也处于反向偏置(UBC 0)，此时, IC 0 ，UCE UCC 。,饱和区,(3) 饱和区,当 UCE 0)，晶体管工作于饱和状态。在饱和区，IC 和 IB 不成正比。此时，发射结也

4、处于正向偏置，UCE 0 ， IC UCC/RC 。,当uCE较小时，曲线陡峭，这部分称为饱和区。在饱和区，iB增加时iC变化不大，不同iB下的几条曲线几乎重合，表明iB对iC失去控制，呈现“饱和”现象。,饱和区的特点是：发射结和集电结都正偏，三极管没有放大作用。,在放大状态，当IB一定时，IC不随VCE变化，即放大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:,1. 截止区,条件：发射结反偏或两端电压为零。 特点： 。,2 .饱和区,条件：发射结和集电结均为正偏。 特点： 。,称为饱和管压降，小功率硅管约0.3V，锗管约为0.1V。,3 .放大区,条件：发射结正偏，集电结反偏 特

5、点： IC受IB控制 ，即 。,第二章 晶体三极管,输出特性曲线,饱和区,输出特性曲线可划分四个区域：,返回特性曲线,条件：,特点：,放大区,条件：,特点：,截止区,条件：,特点：,发射结正偏，集电结正偏,IC受UCE影响，不受IB 控制，UCE略增，IC显著增加。,发射结正偏，集电结反偏,IC受IB控制，不受 VCE控制。,发射结反偏，集电结反偏,IC 0，IB 0。,击穿区：,0,反向击穿电压U(BR)CEO,IC /mA,饱和区、放大区、,截止区、击穿区。,U(BR)CEO,结合讲三极管的放大原理,安全工作区：,第二章 晶体三极管,特点：,条件：,发射结正偏，集电结正偏。,IC不受IB控

6、制，而受VCE影响。,VCE略增，IC显著增加。,返回特性曲线,饱和区（ VBE 0.7V，VCE0.3V ）,第二章 晶体三极管,放大区（ VBE 0.7V， VCE0.3V）,特点,条件,返回输出特性曲线,第二章 晶体三极管,截止区（ VBE 0.5V， VCE 0.3V）,特点：,条件：,发射结反偏，集电结反偏。,IC 0，IB 0,返回输出特性曲线,第二章 晶体三极管,击穿区,特点：,VCE增大到一定值时，集电结反向击穿，IC急剧增大。,集电结反向击穿电压，随IB的增大而减小。,注意：,IB = 0时，击穿电压为V(BR)CEO,IE = 0时，击穿电压为V(BR)CBO,V(BR)C

7、BO V(BR)CEO,返回输出特性曲线,第二章 晶体三极管,三极管安全工作区,最大允许集电极电流ICM,（若ICICM 造成 ）,反向击穿电压U(BR)CEO,（若UCEU(BR)CEO 管子击穿）,UCEU(BR)CEO,最大允许集电极耗散功率PCM,（PC= IC VCE，若PC PCM 烧管）,PCPCM,IC ICM,返回输出特性曲线,当晶体管饱和时， UCE 0，发射极与集电极之间如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，IC 0 ，发射极与集电极之间如同一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。,晶体管的三种工作状态如下图所示,第二章 晶体

8、三极管,三极管特性具有正向受控作用,在放大状态下的三极管输出的集电极电流IC ，主要受正向发射结电压VBE的控制，而与反向集电结电压VCE近似无关。,注意：NPN型管与PNP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，结果导致各极电流方向相反，加在各极上的电压极性相反。,第二章 晶体三极管,从结构看：,从电路符号看：,无论是NPN还是PNP管，都有两个PN结，三个区，三个电极。,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P指向N，即PN结的正向电流方向。,三、三极管的工作状态及其外部工作条件,发射结正偏，集电结反偏：放大模式,发射结正偏，集电结正偏：饱和模式,发射结反

9、偏，集电结反偏：截止模式,例子,（最常用）,（用于开关电路中）,第二章 晶体三极管,总结:,在放大电路中三极管主要工作于放大状态，即要求，发射结正偏(正偏压降近似等于其PN结的导通压降），集电结反偏（反偏压降远远大于其导通电压才行）。,对NPN管各极电位间要求：,对PNP管各极电位间要求：,VeVb Vc,VeVbVc,管子类型判别例子(黑板）,第二章 晶体三极管,发射结正偏：保证发射区向基区发射多子。,发射区掺杂浓度基区：减少基区向发射区发射的多子，提高发射效率。,基区的作用：将发射到基区的多子，自发射结传输到集电结边界。,基区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合机会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。,集电结反偏、且集电结面积大：保证扩散到集电结边界的载流子全部漂移到集电区，形成受控的集电极电流。,总结,输出特性三个区域的特点:,放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCEUBE ， IBIC，UCE0.3V,(3) 截止区： UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0,1.5,下一页,上一页,首 页,