2022-2023学年高二物理竞赛课件：饱和模式的直流简化电路模型

饱和模式的直流简化电路模型 饱和模式的直流简化电路模型 E C B E T IC IB 共发射极 饱和压降VCE(sat)=VBE(on)-VBC(on) 硅管VCE(sat)  0.3V 锗管VCE(sat)  0.1V 电路模型 VBE + - E C B E IC IB + - VCE(sat) 直流简化电路模型 VBE(on) E C B E IC IB + - + - VCE(sat) 0.7V 0.25 VCE＜0.3V 0.4V 0.15 P55：掺杂浓度大,IS小（P15），VD(on)大（P17图1-2-6）。 若忽略饱和压降,输出近似短路,相当于开关闭合。 PNP，饱和,VCE > — 0.3V 截止模式 ( EB结反偏，CB结反偏) 若忽略两个PN结反向饱和电流，三极管IB  0，IC  0。 即三极管工作于截止模式时，相当于开关断开。 E C B E T IC IB 共发射极 电路模型 VBE + - E C B E IC IB 截止模式直流简化电路模型 直流简化电路模型 E C B E IC 0 IB 0 VBE ＜ 0.7V，P17=截止 例3－2 判断下列管子的工作状态。 0 2V 3V (a) 0 0.7V 3V (b) 2.3V 3V 2.6V (c) 0 3V (d) 0.2V 解： (a) 发射结反偏  管子截止 (b) 发射结正偏，集电结反偏，  管子放大 (c) 发射结正偏，集电结正偏，  管子饱和 (d) 发射结正偏，集电结反偏，  管子放大 三极管工作区域的判断 例：测量某BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？ （1） VC ＝6V　 　VB ＝0.7V　 VE ＝0V （2） VC ＝6V　 　VB ＝4V　 VE ＝3.6V （3） VC ＝3.6V　 VB ＝4V　 VE ＝3.4V 解： 原则： 正偏 反偏 反偏 集电结 正偏 正偏 反偏 发射结 饱和 放大 截止 对NPN管而言，放大时VC ＞ VB ＞ VE 对PNP管而言，放大时VC ＜ VB ＜VE （1） 放大区 （2）截止区 （3）饱和区 2.3 埃伯尔斯—莫尔模型 埃伯尔斯—莫尔模型是三极管通用模型，它适用于任何工作模式。 IE= IF-RIR IC= FIF -IR 其中 E C B IE IF RIR IC FIF IR IB 2.4 晶体三极管的伏安特性曲线(族) 伏安特性曲线是三极管通用的曲线模型，它包括任何工作模式。 IB= f1E ( VBE ) VCE = 常数 IC= f2E ( VCE ) IB = 常数 共发射极 NPN SI 输入特性： 输出特性： + - T VCE IB VBE IC + - 转移特性：IC= f3E ( VBE ) ︳VCE = 常数 输出特性：IC= f4E ( VCE ) ︳VBE = 常数 电流放大特性：IC= f5E ( IB) ︳ VCE = 常数 （2-4-1） （2-4-2） 一、输入特性曲线(族) VCE =0 IB /A VBE /V VBE(on) 0.3V 10V 0 V(BR)BEO IEBO +ICBO VCE一定： 类似二极管伏安特性。 VCE增加： 正向特性曲线略向右移。 由于VCE=VCB+VBE WB E B C 基区宽度调制效应(BWM） 注：VCE>0.3V后，曲线移动可忽略不计。 因此当VBE一定时： VCEVCB(CB结反偏)W B  复合机会  IB  曲线右移 共发射极、NPN、SI IC  饱和区、放大区。 V(BR)BEO 二、输出特性曲线(族) IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 输出特性曲线可划分为四个区域： 饱和区、放大区、截止区、击穿区。 1、放大区（ VCE>0.3V） IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 曲线形状特点： EB结正偏 CB结反偏 3、VCE曲线略右上翘。 1、IC与横轴VCE几乎平行的直线 2、若 IB等量变化，IC等间隔上移 (BWM)基区宽度调制效应（VCE IC略） （2-1-12） ？PNP放大,VCE < — 0.3V （2-1-19） IC /mA VCE /V 0 VA VA<0：反映了基区宽度调制效应的影响。 考虑三极管基区宽度调制效应后,IC的修正方程： 基宽WB越小调制效应对IC影响越大则VA越小。 （2-4-3）＞0 ＜0 上翘程度—取决于厄尔利电压VA （失真！） 上翘原因