高二物理競(jìng)賽課件晶體管的伏安特性（共發(fā)射極組態(tài)為例）

晶體管的伏安特性（共發(fā)射極組態(tài)為例）晶體管的伏安特性（共發(fā)射極組態(tài)為例）伏安特性曲線是晶體管極電流與極間電壓的關(guān)系1、輸出特性iC與uCE的關(guān)系。臨界飽和線擊穿區(qū)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)0μAIB＝-50μA-40μA-30μA-20μA-10μAuCE/ViC/mA0iC/mA0uCE/V0μAIB＝50μA40μA30μA20μA10μA擊穿區(qū)臨界飽和線放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)晶體管伏安特性曲線（NPN和PNP型）忽略IEP和ICBO，以簡(jiǎn)化分析。利用NPN型晶體管分析晶體管放大交流信號(hào)的基本原理：在ub(振幅遠(yuǎn)小于UBB)的作用下，晶體管電流方程為：UBE↗(↙)→iE↗↗(↙↙)，但基區(qū)復(fù)合的電子較少，電流iB

振幅很小，輸入交流功率很小。

多數(shù)沒有復(fù)合的電子在UCC作用下飄移，將UCC的直流功率轉(zhuǎn)化為自由電子攜帶的功率，直流功率轉(zhuǎn)為交流功率，收集電流iCN的振幅較大，故在RC上獲得較大的交流功率。+-ubUBBuCCibicieNNPiCNiBNiENRCa)

放大區(qū)iB

對(duì)iC的控制作用很強(qiáng)，用共射極交流電流放大倍數(shù)表示當(dāng)uCE為常數(shù)時(shí)，定義共基極交流電流放大倍數(shù)為：在放大區(qū)內(nèi)，ICBO很小。放大區(qū)內(nèi)iC變化不大，實(shí)現(xiàn)恒流輸出?；{(diào)效應(yīng)：|uCE|增大，c結(jié)反向電壓增大，使c結(jié)展寬，有效基區(qū)寬度變窄，減少基區(qū)中電子與空穴復(fù)合，|iB|減小。保持|iB|不變，必增加e結(jié)注入電流，導(dǎo)致|iC|略有增大的現(xiàn)象。b飽和區(qū)臨界飽和線：集電結(jié)零偏狀態(tài)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線形成。e結(jié)和c結(jié)均處于正偏，uCE=uBE。c結(jié)正偏不利于收集基區(qū)的非平衡少子，故對(duì)給定的iB，iC小于放大區(qū)的取值，且uCE不變時(shí)，uBE雖然改變發(fā)射結(jié)的擴(kuò)散電流，但該電流基本被基區(qū)復(fù)合電流所抵消，從而引起iB變化，而iC不會(huì)明顯變化，失去iB對(duì)iC控制作用。

飽和區(qū)，uCE絕對(duì)值很小基本不變，稱為飽和壓降uCE（sat），一般小功率管的uCE（sat）＝（Si管）。此時(shí)各極電流由相應(yīng)的外電路決定。c截止區(qū)發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。

小功率管，iB≤0→晶體管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。大功率管，iB≤-ICBO→晶體管的截止。

反偏的PN結(jié)中的漂移電流決定了三個(gè)極電流與放大區(qū)和飽和區(qū)的電流方向相反，且絕對(duì)值很小。

若UCE過大，集電結(jié)反向擊穿而引起iC劇增，定義iB=0時(shí)的擊穿電壓為U(BR）CEO。

晶體管截止時(shí)，三個(gè)電極上的電流均為反向電流，相當(dāng)極間開路，此時(shí)各極電位由外電路決定。2、輸入特性iB與uBE的關(guān)系NPN晶體管輸入特性u(píng)BE(on)uBE/ViB/μA0.50.60.70uBE/VuBE(on)-0.5-0.6-0.70iB/μAPNP晶體管輸入特性NPN晶體管：uBE>UBE(on)，晶體管導(dǎo)通，進(jìn)入飽和或放大區(qū),此時(shí)uBE≈UBE(on)，否則進(jìn)入截止。PNP晶體管：uBE<UBE(on)，晶體管導(dǎo)通，進(jìn)入飽和或放大區(qū)。三、晶體管的近似伏安特性和簡(jiǎn)化直流模型NPN晶體管近似伏安特性曲線iC/mA0uCE/VIIIIIIuCE(sat)iC/mA0uCE/VuBE(on)iC/mA0uCE/VIIIIIIuCE(sat)iC/mA0uCE/VIIIIIIuBE(on)PNP晶體管近似伏安特性曲線截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)晶體管的簡(jiǎn)化直流模型截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)NPN晶體管PNP晶體管四、直流偏置下晶體管的工作狀態(tài)分析1）根據(jù)外電路電源極性判斷發(fā)射結(jié)是正偏還是反偏。

若反偏或正偏電壓小于|UBE(on)|，晶體管截止，IB、IC、IE均為零，外電路決定UBE、UCE和UCB。2）若發(fā)射結(jié)的正偏電壓達(dá)到|UBE(on)|，則晶體管處于飽和或放大區(qū)，再判斷集電結(jié)正偏還是反偏。集電結(jié)反偏，則為放大狀態(tài)，UBE=UBE(on)，外電路決定IB，IC=βIB，IE=IC+IB，極電流和外電路計(jì)算UCB和UCE。3）若集電結(jié)正偏，晶體管處于飽和狀態(tài)，則UBE=UBE(on)，UCE=UCE(sat)，UCB=UCE-UBE，再由極間電壓和外電路計(jì)算IB、IC和IE。例4.4.1晶體管電路如圖。UBE(on)，β=50。當(dāng)輸入電壓Ui分別為0V、3V和5V，分析晶體管的工作狀態(tài)。60k4k－VIBIEICRBRCUCC12VUi解：1、Ui=0V，晶體管截止IC=0，Uo=UCC-ICRC=12V2、Ui=3V，晶體管放大或飽和設(shè)晶體管放大，則：3、Ui=5V晶體管飽和，Uo=UCE(sat)集電結(jié)反偏，晶體管處于放大狀態(tài)，Uo=UC=4V。例4.4.2晶體管電路如圖。