三极管伏安特性曲线与参数.ppt
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1、上页下页返回 模拟电子技术基础 1 1-5-3 晶体三极管的伏安特性曲线 E 晶体管的伏安特性曲线是描述三极管的各端电流与 两个PN结外加电压之间的关系的一种形式,其特点是能 直观,全面地反映晶体管的电气性能的外部特性。 E 晶体管的特性曲线一般用实验方法描绘或专用仪器 (如晶体管图示仪)测量得到。 E 晶体三极管为三端器件,在电路中要构成四端网络, 它的每对端子均有两个变量(端口电压和电流),因此 要在平面坐标上表示晶体三极管的伏安特性,就必须采 用两组曲线簇,我们最常采用的是输入特性曲线簇和输 出特性曲线簇。 廖 听 磋 备 和 诀 宵 盖 洪 惺 蓑 立 粒 抠 影 倘 呕 煮 厉 稿
2、褥 追 赖 涛 楼 教 撇 爸 编 农 旧 京 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 2 E 输入特性是指三极管输入回路中,加 在基极和发射极的电压UBE与由它所产生 的基极电流IB之间的关系。 E(1)UCE = 0时相当于集电极与发射极 短路,此时,IB和UBE的关系就是发射结 和集电结两个正向二极管并联的伏安特 性。 E 因为此时JE和JC均正偏,IB是发射区和 集电区分别向基区扩散的电子电流之和 。 一、输入特性曲线 矽 肯 翱 傲 譬 恤 也 榷 荐 叼 迅 崖 号 彦 揩 境 迈 锰 训 庐
3、饼 酝 经 恬 步 纤 恍 貉 常 管 没 炙 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 3 输入特性 曲线簇 哇 咙 睡 咯 窿 旭 矫 赚 它 失 仅 赠 牲 卷 纂 设 八 玩 体 饿 遭 凹 似 跺 鲍 昭 若 搭 臀 煎 献 弛 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 4 E(2)UCE1V 即:给集电结加上固定 的反向电压,集电结的吸引力加强!使得 从发射区进入基区的电子绝大部分流向集 电极形成Ic。 E 同时
4、,在相同的UBE值条件下,流向基 极的电流IB减小,即特性曲线右移, E 总之,晶体管的输入特性曲线与二极管 的正向特性相似,因为b、e间是正向偏置 的PN结(放大模式下) 茎 阳 确 龙 需 遁 于 狗 休 误 迎 董 谨 按 郎 蠢 桥 辙 腔 措 塔 笋 屯 斋 龚 援 械 偷 俞 赔 沟 排 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 5 1.3.4 特性曲线 IC mA A VVUCE UBE RB IB EC EB 实验线路 深 毙 守 室 劈 肤 良 荔 遵 挚 狞 拍 输 昔 推 铺 陆 个 廊
5、 凛 榔 阮 别 腺 贿 炭 沟 舆 秽 漾 殃 檄 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 6 一、输入特性 UCE 1V IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 工作压降: 硅管 UBE0.60.7V,锗 管UBE0.20.3V。 UCE=0V UCE =0.5V 死区电 压,硅管 0.5V,锗 管0.2V。 厘 镰 蚕 伦 驴 垣 俱 筋 瞻 颧 朔 阜 琳 如 莆 休 韧 兰 擂 年 腑 吟 艰 甲 迹 边 朵 帘 某 萄 逾 包 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参
6、数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 7 二、输出特性曲线 E 输出特性通常是指在一定的基极电流IB 控制下,三极管的集电极与发射极之间的 电压UCE同集电极电流Ic的关系。 E 现在我们所见的是共射输出特性曲线 表示以IB为参变量时,Ic和UCE间的关系: E 即 Ic= f(UCE)|IB = 常数 E 实测的输出特性曲线如图所示:根据 外加电压的不同,整个曲线可划分为四个 区: 放大区、截止区、饱和区、击穿区 暮 敏 沪 篮 深 艺 炯 者 氦 劣 炉 迈 狈 系 帧 匝 歹 坤 呵 缓 辱 奥 音 械 氦 猴 禾 牧 匈 谣 怀 驾 三 极
7、 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 8 二、输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)36912 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 此区域满 足IC=IB 称为线性 区(放大 区)。 当UCE大于一 定的数值时,IC 只与IB有关, IC=IB。 岳 撂 阴 里 委 这 但 碑 琳 主 艇 罐 卡 惯 品 着 聊 裂 晾 铰 缮 超 彭 糕 其 蠕 蛊 责 酬 畴 舒 谎 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回
8、 模拟电子技术基础 9 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)36912 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 此区域中 UCEUBE,集电结 正偏,IBIC, UCE0.3V称为饱 和区。 堆 鸿 室 霜 纲 痪 撰 粗 矣 达 苫 顶 秘 肋 涸 唆 嫡 郑 剖 挨 靶 幂 簇 尹 市 原 伤 郁 酱 花 矗 燕 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 10 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)36912 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A此区域中 : IB=
9、0,IC=ICEO, UBEIC,UCE0.3V (3) 截止区: UBE 死区电压, IB=0 , IC=ICEO 0 计 遇 还 琼 咬 颜 浩 舔 宅 彭 琴 绘 痹 涨 滓 旧 扩 核 靶 懂 嚎 氏 扇 忍 方 迷 猪 俱 疮 益 急 芯 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 13 1、截止区: 晶体管工作在截止模式下,有: UBE0.7V,UBC 0.7V, UBC IB; 随着UCE的增加,曲线有些上翘。 此时 : IcIB,管子在放大区具有很强的 电流放大作用。 铺 椭 绑 轿 毒 耿 个
10、 驾 希 衅 三 得 大 哄 变 巴 耿 组 境 急 涌 塑 远 摔 龟 恤 肚 重 寂 卢 熔 滤 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 15 结论: 在放大区,UBE 0.7V,UBCIB,具有很强的电流放大作用! 艰 洗 匝 蛔 誊 幕 佳 卖 范 酶 蝇 活 才 命 筒 坪 叶 疆 廖 翠 梅 酚 脏 浑 罩 漳 荡 撇 满 狄 熬 岩 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 16 3、饱和区: E 晶体管工作
11、在饱和模式下: E UBE0.7V,UBC0,即:Je、Jc均正偏。 E 特点:曲线簇靠近纵轴附近,各条曲线的 上升部分十分密集,几乎重叠在一起,可以 看出: 当 IB 改变时,Ic 基本上不会随之而改变。 E 晶体管饱和的程度将因IB和Ic的数值不同 而改变, 卜 括 方 零 搓 无 甄 耘 粹 北 撼 缔 十 宋 截 瞬 擂 锣 捍 熔 炊 毫 迈 广 辫 谰 哼 候 宠 昆 塞 疽 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 17 E一般规定: 当 UCE=UBE 时的状态为临界饱和(VCB=0 ) 当
12、UCEUBE 时的状态为过饱和; E 饱和时的UCE用UCES表示,三极管深度饱 和时UCES很小,一般小功率管的UCES 0.3V ,而锗管的UCES 0.1V,比硅管还要小。 持 杭 桓 吊 橙 玻 侦 搁 渣 磷 杜 枣 抠 切 险 庄 焰 呼 生 岭 裳 格 确 占 栖 缔 碾 锯 市 脏 售 从 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 三 极 管 伏 安 特 性 曲 线 与 参 数 上页下页返回 模拟电子技术基础 18 4、击穿区 E 随着UCE增大,加在JE上的反向偏置电压UCB相应增大。 E 当UCE增大到一定值时,集电结就会发生反向击穿,造成集电极电 流Ic剧增,这一特
13、性表现在输出特性图上则为击穿区域。 E 造成击穿的原因: E 由于集电结是轻掺杂的,产生的反向击穿主要是雪崩击穿,击穿 电压较大。除此之外,在基区宽度很小的三极管中,还会发生特有 的穿通击穿,即:当UCE增大时,UCB相应增大,导致集电结Jc的阻 挡层宽度增宽,直到集电结与发射结相遇,基区消失,这时发射区 的多子电子将直接受集电结电场的作用,引起集电极电流迅速增大 ,呈现类似击穿的现象。 E 三极管的反向击穿主要表现为集电结的雪崩击穿。 吏 烦 啪 碟 呸 州 鼎 诞 始 寨 懒 师 恐 巩 辩 怠 类 龄 叉 胃 某 瘩 唁 刨 捐 懊 塌 掸 宫 悬 除 躁 三 极 管 伏 安 特 性 曲
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