2022-2023学年高二物理竞赛课件：三极管的特性曲线

三极管的特性曲线 输出 回路 输入 回路 + UCE - 三极管的特性曲线 特性曲线是选用三极管的主要依据，可从器件手册查得。 IB UCE 　三极管共射特性曲线测试电路 IC VCC Rb VBB c e b Rc V  + V  + A  + +  mA 输入特性： 输出特性： + UCE - + UCE - IB IB IB UBE 一、输入特性 (1) UCE = 0 时的输入特性曲线 Rb VBB c e b IB + UBE _ VBB IB + UBE _ b c e O IB/A 当 UCE = 0 时，B和E之间相当于两个 PN 结并联。 为两个二极管并联后的正向伏安特性。 　　(2) UCE > 0 时的输入特性曲线 　　当 UCE > 0 时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极。 * 特性右移(因集电区开始吸引电子) O IB/A UCE ≥ 1 时的输入特性具有实用意义 IB UCE IC VCC Rb VBB c e b RC V  + V  + A  + +  mA UBE 　　* UCE ≥ 1 V，特性曲线几乎重合 　三极管的输入特性 二、输出特性 　NPN 三极管的输出特性曲线 IC / mA UCE /V 100 µA 80µA 60 µA 40 µA 20 µA IB = 0 O 5 10 15 4 3 2 1 　　划分三个区：截止区、放大区和饱和区。 截止区 放 大 区 饱和区 放 大 区 　　1. 截止区　IB ≤ 0 的区域。 两个结都处于反向偏置 　　IB= 0 时，IC = ICEO。 硅管约等于 1 A，锗管约为几十 ~ 几百微安。 截止区 截止区 2. 放大区： 条件：发射结正偏 　　　集电结反偏 　　特点：各条输出特性曲线比较平坦，近似为水平线，且等间隔。 IC / mA UCE /V 100 µA 80µA 60 µA 40 µA 20 µA IB =0 O 5 10 15 4 3 2 1 放 大 区 　　微小的基极电流变化能引起较大的集电极电流变化，体现了管子的放大作用，即 放 大 区 放 大 区 对 NPN 管 UBE > 0，UBC < 0 NPN 三极管的输出特性曲线 3. 饱和区： 条件：两个结均正偏 IC / mA UCE /V 100 µA 80µA 60 µA 40 µA 20 µA IB =0 O 5 10 15 4 3 2 1 　　对 NPN 型管，UBE > 0 UBC > 0 。 特点：IC 基本上不随 IB 而变化，在饱和区三极管失去放大作用。 I C   IB。 当 UCE = UBE，即 UCB = 0 时，称临界饱和，UCE < UBE时称为过饱和。 估算中，常取 饱和管压降 UCES = 0.3 V(硅管) 饱和区 饱和区 饱和区 1、截止状态： 晶体管各极电流近似等于0，其等效模型为： c b e 2、饱和状态： 发射结和集电结都正偏 正偏PN结的导通电压较小，在大信号状态下可以忽略，其等效模型为： c b e 3、BJT的结偏置情况与工作状态的关系 （1）放大状态： 发射结正偏；集电结反偏 （3）饱和状态： 发射结和集电结都正偏 （2）截止状态： 发射结和集电结都反偏 （4）倒置状态： 发射结反偏；集电结正偏 判断BJT的工作状态 练习：测得晶体管无信号输入时，各个电极对“地”电压如下：判断管子工作状态（放大、截止、饱和、倒置、损坏） 0 -2.7 -3 硅管 -3 0 -0.3 锗管 0.7 -3.5 0 硅管 1.1 1 1.3 锗管 （a） 发射结反偏，集电结反偏， 截止状态。 （b） 发射结正偏，集电结反偏， 放大状态。 （c） 发射结反偏，集电结正偏， 倒置状态。 （d） 发射结正偏，集电结正偏， 饱和状态。 -1.4 -3.5 -2.8 硅管 1.3 1.5 1.2 锗管 3.7 1.5 1.8 锗管 12 -0.7 2 硅管 （e） 发射结正偏，集电结反偏， 放大状态。 （f） 发射结正偏，集电结正偏， 饱和状态。 （g） 发射结正偏，集电结反偏， 放大状态。 （h） 发射结正偏，UBE0.7V， 损坏。 练习：测得晶体管无信号输入时，各个电极对“地”电压如下：判断管子工作状态（放大、截止、饱和、倒置、损坏