三極管共射放大特性

1、關(guān)于三極管共射放大特性第一張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 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(gè)電極之間電壓與電流關(guān)系的曲線，它們是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律在管子外部的表現(xiàn)。三極管的特性曲線反映了管子的技術(shù)性能，是分析放大電路技術(shù)指標(biāo)的重要依據(jù)。三極管特性曲線可在晶體管圖示儀上直觀地顯示出來(lái)，也可從手冊(cè)上查到某一型號(hào)三極管的典型曲線。 三極管共發(fā)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(lái)討論三極管共射電路的特性曲線。第二張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 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

2、下，基極電流iB和發(fā)射結(jié)壓降uBE之間的函數(shù)關(guān)系，即 三極管的輸入特性曲線如下圖所示。由圖可見NPN型三極管共射極輸入持性曲線的特點(diǎn)是： UBE雖己大于零，但iB幾乎仍為零，只有當(dāng)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(shù)規(guī)律增大。硅晶體管的開啟電壓約為0.5V，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓Von約為0.60.7V；鍺晶體管的開啟電壓約為0.1V，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓約為0.20.3V。 第三張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月的情況。 CE=0V，UCE=0.5V和UCE=1V第四張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)UCE=0V時(shí)，相當(dāng)于集電極和發(fā)射極短路，即集電結(jié)和發(fā)射結(jié)并

3、聯(lián)，輸入特性曲線和PN結(jié)的正向特性曲線相類似。 當(dāng)UCE=1V，集電結(jié)已處在反向偏置，管子工作在放大區(qū)，集電極收集基區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)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(dāng)UCE1V以后，輸入特性幾乎與UCE=1V時(shí)的特性曲線重合，這是因?yàn)閂cclV后，集電極已將發(fā)射區(qū)發(fā)射過(guò)來(lái)的電子幾乎全部收集走，對(duì)基區(qū)電子與空穴的復(fù)合影響不大，iB的改變也不明顯。 UCE必須大于l伏，所以，只要給出UCE=1V時(shí)的輸入特性就可以了。 第五張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 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

4、流iC和管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系，即 三極管的輸出特性曲線如下圖所示。由圖可見，當(dāng)IB改變時(shí)，iC和uCE的關(guān)系是一組平行的曲線族，并有截止、放大、飽和三個(gè)工作區(qū)。 第六張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （1）截止區(qū) IB=0特性曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。 此時(shí)晶體管的集電結(jié)處于反偏，發(fā)射結(jié)電壓uBE0，也是處于反偏的狀態(tài)。由于iB0，在反向飽和電流可忽略的前提下，iC=iB也等于0，晶體管無(wú)電流的放大作用。處在截止?fàn)顟B(tài)下的三極管，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是反偏，在電路中猶如一個(gè)斷開的開關(guān)。 實(shí)際的情況是：處在截止?fàn)顟B(tài)下的三極管集電極有很小的電流I

5、CE0，該電流稱為三極管的穿透電流，它是在基極開路時(shí)測(cè)得的集電極-發(fā)射極間的電流，不受iB的控制,但受溫度的影響。 第八張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 截止區(qū)：e 結(jié),c 結(jié)均為反偏，BJT無(wú)放大作用。這時(shí)IB0;IC0;UCE=UCCICRCUCC,三極管c-e間承受的電壓較高，而管子中流過(guò)的電流卻很少，也即c-e 間的阻抗很大，如同開關(guān)的斷開。第九張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （2）飽和區(qū) 在如圖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(dāng)集電極電流iC增大時(shí)，uCE=VCC-iCRC將下降，對(duì)于硅管，當(dāng)uCE 降低到小于0.7V時(shí)，集電結(jié)也進(jìn)入

6、正向偏置的狀態(tài)，集電極吸引電子的能力將下降，此時(shí)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(tài)下工作的三極管稱為飽和。 規(guī)定UCEUBE時(shí)的狀態(tài)為臨界飽和態(tài)，如上圖中的虛線為臨界飽和線，在臨界飽和態(tài)下工作的三極管集電極電流和基極電流的關(guān)系為： 式中的ICS，IBS，UCES分別為三極管處在臨界飽和態(tài)下的集電極電流、基極電流和管子兩端的電壓（飽和管壓降）。 第十張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)管子兩端的電壓UCEUCES時(shí)，三極管將進(jìn)入深度飽和的狀態(tài)，在深度飽和的狀態(tài)下，iC=iB的關(guān)系不成立，三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置會(huì)導(dǎo)電的狀態(tài)下，在電路中猶如

7、一個(gè)閉合的開關(guān)。三極管截止和飽和的狀態(tài)與開關(guān)斷、通的特性很相似，數(shù)字電路中的各種開關(guān)電路就是利用三極管的這種特性來(lái)制作的。 第十一張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 飽和區(qū)：e結(jié)、c結(jié)均為正偏，UCE=UCES很小。UCE的減小使C結(jié)收集電子的能力減弱，也即e區(qū)發(fā)射有余，而c 極收集不足，以致IC幾乎不再隨IB的增大而增大，BJT失去放大作用。因?yàn)閁CES最小只能接于零，所以由UCE=UCCICRC.可求出集電極飽和電流為ICS=Icmax=(uccUCES)/RCUCC/RC ，基極臨界飽和電流為IBS=ICS/UCC/RC 當(dāng)基極注入電流IB超過(guò)其臨界值時(shí)，晶體管呈飽和狀態(tài)。故判斷管

8、子飽和狀態(tài)的方法為：若IBIBS=UCC/RC時(shí)，則晶體管飽和。第十二張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （3）放大區(qū) 三極管輸出特性曲線飽和區(qū)和截止區(qū)之間的部分就是放大區(qū)。工作在放大區(qū)的三極管才具有電流的放大作用。此時(shí)三極管的發(fā)射結(jié)處在正偏，集電結(jié)處在反偏。由放大區(qū)的特性曲線可見，特性曲線非常平坦，當(dāng)iB等量變化時(shí)，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(wú)關(guān)，說(shuō)明處在放大狀態(tài)下的三極管相當(dāng)于一個(gè)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(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的圖像。 第十三張

9、，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 放大區(qū)： e 結(jié)正偏、c結(jié)反偏（對(duì)于NPN型管，VCVB、VBVE.對(duì)于PNP型管，VCVB、VB0; IC=IB UCE=UCC-ICRC第十四張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 小結(jié)： 放大區(qū)：三極管正常工作，ic=ib 飽和區(qū)：uce很小的時(shí)候，就進(jìn)入飽和區(qū)了，在飽和區(qū)ic不等于ib,不是線性增加的。而且由于uce分壓很小，所以視為三極管導(dǎo)通。 截止區(qū)：ib很小的時(shí)候就進(jìn)入截止區(qū)了，因?yàn)閕b很小的時(shí)候等價(jià)于vb很小，vb如果不足以達(dá)到0.7v,PN結(jié)就不會(huì)導(dǎo)通，所以三極管就相當(dāng)于一個(gè)很大的電阻。第十五張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

10、課堂討論： 飽和是指什么飽和？它是如何變到飽和的？它是放大的極限嗎？iB增大的時(shí)候，UCE會(huì)減?。╒CC-ic*Rc），UCEUBE時(shí)進(jìn)入飽和區(qū)，從圖上可以看出，UCE越小，iC會(huì)越小 第十六張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 飽和需要分兩種情況來(lái)考慮，其一是管子自身放大倍數(shù)小達(dá)到極限能力后，無(wú)法再繼續(xù)放大，通俗說(shuō)就是小馬拉大車；還有一種就是電源能量提供不足，管子放大能力卻很強(qiáng)，從而造成另一種大馬拉小車的情況，這兩種情況都會(huì)使得管子處于飽和狀態(tài)。第十七張，PPT共十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在本圖中這個(gè)飽和的確是電流被放到最大的情況，此時(shí)即便輸入電流繼續(xù)增加輸出也不會(huì)增加，而是最大值輸出，這樣流過(guò)集電極電阻的電流就是最大值，使得Vc電壓幾乎接近于電源電壓，Uce幾乎為0v，剛好和截止?fàn)顟B(tài)的圖形相反，三極管的飽和狀態(tài)是要看基極與集電極的電壓關(guān)