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晶体三极管输入和输出特性


饱和区
U(BR)EBO
截止区
U(BR)CEO uCE
iB=-ICBO
uBE
ICBO+ICEO
2、三极管共射组态的输出特性曲线:
ic=f (iB,uCE)
当 iB 为某一常数时,可相应地测出一条输出特性曲线。 ic=f (uCE)|iB=常数。
故 NPN 三极管的输出特性曲线为一簇曲线。
饱合区:集电结正偏,发射结正偏 截至区:集电结和发射结都反偏。 击穿区: uCE> U( BR) CEO 放大区:集电结反偏,发射结正偏
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
IB UBC < 0 IC + UCE IB = 0 UBC < 0 IC 0 + IB
饱和区 iC
临界饱和线
击穿区 iB=iB
5
iB=iB4 iB=iB 3 iB=iB
2
iB=iB1
截止区
U(BR)CEO
iB=-ICBO uCE
(1)放大区:
ii:
输出特性曲线平行等距:iB 对 iC 有控制作用
在放大区,iC随着iB按β 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,iC=β iB。
击穿区 iB=iB
5
EC
ICBO
iC
iB=iB4 iB=iB 3 iB=iB
2
iB=iB1 iB=-ICBO uCE
截止区
U(BR)CEO
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 。
输出电阻很大,相当于一 个恒流源,输出特性曲线有倾斜的 原因是基区宽度调制
饱和区 临界饱和线
iC 击穿区 iB=iB
5
iC4 iC3 iC2
iB=iB4 iB=iB 3 iB=iB
2
iC1
截止区
iB=iB1
iB=-ICBO uCE
U(BR)CEO
(2) 截止区: iE=0, iB=-ICBO, ic=ICBO 晶体管呈现高阻抗状态,失去放大能力
动画
三极管的输入特性
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。
5
iB=iB4 iB=iB 3 iB=iB
2
iB=iB1 iB=-ICBO uCE
截止区
U(BR)CEO
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: I B 0, I C I CEO 。 2 .饱和区 条件:发射结和集电结均为正偏。 特点: VCE VCES 。 VCES 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 特点: IC受IB控制 ,即 I C I B 。 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。
uCE=常数
ib (μA)
U =1 UCE=0 CE UCE=10
BJT的输入特性曲线为一组曲线
U(BR)EBO
uBE
ICBO+ICEO
(1)正向特性:
与二极管正向特性相似
iB (μA)
U =1 UCE=0CE UCE=10
uBE
2.1.4 三极管的输入和输出特性
一、共发射极输入特性曲线 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。
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。
IE N+ P N IC IE P+ + N P IC
IB
V1 + V2 + V1
IB
- + V2 -
从结构看:
从电路符号看:
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。
图2.1.9 共发射极输入特性曲线
5.VBE与IB成非线性关系。
1.5.3 特性曲线
IB
IC mA
A
RB V UBE V
EC
UCE
EB
实验线路
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有三个区:
1.5
IC(mA ) 4 饱和区
100A
3
2
80A
60A
1 3
截止区
放大 区
6 9
40A 20A IB=0 12 UCE(V)
无论是NPN还是PNP管,都有两个PN结,三个区, 三个电极。
三、三极管的工作状态及其外部工作条件
(最常用) 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 (用于开关电路中) 发射结反偏,集电结反偏:截止模式
例子
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: Ve<Vb < Vc
对PNP管各极电位间要求: Ve>Vb>Vc
管子类型判别例 子(黑板)
输出特性三个区域的特点:
1.5
(1) 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 , IB>IC,UCE0.3V (3) 截止区: UBE< 死区电压, IB=0 , IC=ICEO 0
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工作压降: 硅管 UBE0.6~0.7V,锗 管UBE0.2~0.3V。
60 死区电 压,硅管 0.5V,锗 管0.2V。
40 20
0.4
0.8
UBE(V)
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3、三极管共射组态的输入特性曲线
iB=f(uBE ,uCE)
以 VCE 为参变量的输入特性曲线 :
iB=f(uBE)|
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三三极管各极的静态关系曲线 输出特性曲线:ic=f (iB,uCE) 输入特性曲线 : iB=f (uBE,uCE)
临界饱和线 ib (μA)
iC
击穿区 iB=iB iB=iB 4 i =i B B 3 iB=iB 2 iB=iB
1
5
U =1 UCE=0 CE UCE=10
(3) 饱和区 当 UCE < UBE 时, 集电结处于正向偏置(UBC > 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 射结也处于正向偏置,UCE 0 , IC UCC/RC 。
当 uCE 较小时,曲线陡峭,这部 iC 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 饱和区 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。 临界饱和线 击穿区 iB=iB
U CC IC RC UBC > 0 + + UCE 0 + UBE > 0

+ + UBE > 0

+ UCE UCC + UBE 0

(a)放大
(b)截止
(c)饱和
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。
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
IB
IC mA
A
RB V UBE V
EC
UCE
EB
实验线路
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1.5
一、输入特性
UCE =0.5V
UCE=0V
IB(A)
80
UCE 1V
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