三極管的共射特性曲線

三極管的特性曲線是描述三極管各個電極之間電壓與電流關系的曲線，它們是三極管內部載流子運動規律在管子外部的表現。三極管的特性曲線反映了管子的技術性能，是分析放大電路技術指標的重要依據。三極管特性曲線可在晶體管圖示儀上直觀地顯示出來，也可從手冊上查到某一型號三極管的典型曲線。

三極管共發射極放大電路的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線，下面以NPN型三極管為例，來討論三極管共射電路的特性曲線。

1、輸入特性曲線

輸入特性曲線是描述三極管在管壓降UCE保持不變的前提下，基極電流iB和發射結壓降uBE之間的函數關系，即

（5-3） 三極管的輸入特性曲線如圖5-6所示。由圖5-6可見NPN型三極管共射極輸入持性曲線的特點是： BE雖己大于零，但iB幾乎仍為零，只有當uBE的值大于開啟電壓后，iB的值與二極管一樣隨uBE的增加按指數規律增大。硅晶體管的開啟電壓約為0.5V，發射結導通電壓Von約為0.6～0.7V；鍺晶體管的開啟電壓約為0.2V，發射結導通電壓約為0.2～0.3V。  CE=0V，UCE=0.5V和UCE=1V的情況。當UCE=0V時，相當于集電極和發射極短路，即集電結和發射結并聯，輸入特性曲線和PN結的正向特性曲線相類似。當UCE=1V，集電結已處在反向偏置，管子工作在放大區，集電極收集基區擴散過來的電子，使在相同uBE值的情況下，流向基極的電流iB減小，輸入特性隨著UCE的增大而右移。當UCE>1V以后，輸入特性幾乎與UCE=1V時的特性曲線重合，這是因為Vcc＞lV后，集電極已將發射區發射過來的電子幾乎全部收集走，對基區電子與空穴的復合影響不大，iB的改變也不明顯。 CE必須大于l伏，所以，只要給出UCE=1V時的輸入特性就可以了。

2、輸出特性曲線

輸出特性曲線是描述三極管在輸入電流iB保持不變的前提下，集電極電流iC和管壓降uCE之間的函數關系，即

（5-4） 三極管的輸出特性曲線如圖5-7所示。由圖5-7可見，當IB改變時，iC和uCE的關系是一組平行的曲線族，并有截止、放大、飽和三個工作區。  （1）截止區 IB=0持性曲線以下的區域稱為截止區。此時晶體管的集電結處于反偏，發射結電壓uBE＜0，也是處于反偏的狀態。由于iB＝0，在反向飽和電流可忽略的前提下，iC=βiB也等于0，晶體管無電流的放大作用。處在截止狀態下的三極管，發射極和集電結都是反偏，在電路中猶如一個斷開的開關。 實際的情況是：處在截止狀態下的三極管集電極有很小的電流ICE0，該電流稱為三極管的穿透電流，它是在基極開路時測得的集電極-發射極間的電流，不受iB的控制，但受溫度的影響。 （2）飽和區 在圖5-4的三極管放大電路中，集電極接有電阻RC，如果電源電壓VCC一定，當集電極電流iC增大時，uCE=VCC-iCRC將下降，對于硅管，當uCE 降低到小于0.7V時，集電結也進入正向偏置的狀態，集電極吸引電子的能力將下降，此時iB再增大，iC幾乎就不再增大了，三極管失去了電流放大作用，處于這種狀態下工作的三極管稱為飽和。 規定UCE＝UBE時的狀態為臨界飽和態，圖5-7中的虛線為臨界飽和線，在臨界飽和態下工作的三極管集電極電流和基極電流的關系為：           （5-1-4） 式中的ICS，IBS，UCES分別為三極管處在臨界飽和態下的集電極電流、基極電流和管子兩端的電壓（飽和管壓降）。當管子兩端的電壓UCE＜UCES時，三極管將進入深度飽和的狀態，在深度飽和的狀態下，iC=βiB的關系不成立，三極管的發射結和集電結都處于正向偏置會導電的狀態下，在電路中猶如一個閉合的開關。 三極管截止和飽和的狀態與開關斷、通的特性很相似，數字電路中的各種開關電路就是利用三極管的這種特性來制作的。 （3）放大區 三極管輸出特性曲線飽和區和截止區之間的部分就是放大區。工作在放大區的三極管才具有電流的放大作用。此時三極管的發射結處在正偏，集電結處在反偏。由放大區的特性曲線可見，特性曲線非常平坦，當iB等量變化時，iC幾乎也按一定比例等距離平行變化。由于iC只受iB控制，幾乎與uCE的大小無關，說明處在放大狀態下的三極管相當于一個輸出電流受IB控制的受控電流源。 上述討論的是NPN型三極管的特性曲線，PNP型三極管特性曲線是一組與NPN型三極管特性曲線關于原點對稱的圖像。

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