2022-2023学年高二物理竞赛课件：测量三极管特性的实验线路

测量三极管特性的实验线路 　发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路 输入回路 输出回路 测量三极管特性的实验线路 IC EB mA A V UCE UBE RB IB EC V + + – – – – + + 特性曲线 即三极管各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了三极管的性能，是分析放大电路的依据。 为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线 1. 输入特性 特点:非线性 开启电压UON：硅管0.5V，锗管0.3V 正常工作时发射结电压： NPN型硅管UBE  0.6~0.7V PNP型锗管UBE  0.2~0.3V IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE1V O 2. 输出特性 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O 放大区 输出特性曲线通常分三个工作区： (1) 放大区 在放大区有 IC= IB ，也称为线性区，具有恒流特性。 在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，三极管工作于放大状态 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O （2）截止区 IB = 0 以下区域为截止区，有 IC  0 。 在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，三极管工作于截止状态。（开关断开） 饱和区 截止区 （3）饱和区 当UCE UBE时，三极管工作于饱和状态 在饱和区，IB IC， 发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。 深度饱和时，（开关闭合） 四、主要参数 1. 电流放大系数有 ， 直流电流放大系数 交流电流放大系数 当三极管接成发射极电路时， 表示三极管特性的数据称为三极管的参数，三极管的参数也是设计电路、选用三极管的依据。 注意： 和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等 距并且ICE0（集-射极反向截止电流/穿透电流） 较小的情况下，两者数值接近。 常用三极管的 值在20 ~ 200之间 例：在UCE= 6 V时，在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA。 在以后的计算中，一般作近似处理： = IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 0 Q1 Q2 在 Q1 点，有 由 Q1 和Q2点，得 2.集-基极反向截止电流 ICBO ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。 温度ICBO ICBO A + – EC 3.集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO A ICEO IB=0 + – ICEO受温度的影响大。 温度ICEO，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。 4. 集电极最大允许电流 ICM 5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即ICM 当集—射极之间的电压UCE 超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR) CEO。 6. 集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。 PC  PCM =IC UCE 硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。 10 集电极最大允许电流 ICM 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 安全工作区 由三个极限参数可画出三极管的安全工作区 IC UCE O ICUCE=PCM 集电极最大允许耗散功耗 共发射极基本放大电路组成 : 共发射极电路 输入回路 输出回路 IC EB mA A V UCE UBE RB IB EC V + + – – – – + + 共发射极基本电路 RC 信号源 负载 $$