關(guān)于三極管共射放大特性第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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，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，來討論三極管共射電路的特性曲線。第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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0.6～0.7V；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0.2～0.3V。

第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月的情況。CE=0V，UCE=0.5V和UCE=1V第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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(dāng)UCE>1V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cc＞lV后，集電極已將發(fā)射區(qū)發(fā)射過來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5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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uBE＜0，也是處于反偏的狀態(tài)。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?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ICE0，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8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月截止區(qū)：e結(jié),c結(jié)均為反偏，BJT無放大作用。這時(shí)IB≈0;IC≈0;UCE=UCC－ICRC≈UCC,三極管c-e間承受的電壓較高，而管子中流過的電流卻很少，也即c-e間的阻抗很大，如同開關(guān)的斷開。第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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UCE＝UBE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10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)管子兩端的電壓UCE＜UCES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=βiB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制作的。

第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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=UCC－ICRC.可求出集電極飽和電流為ICS=Icmax=(ucc－UCES)/RC≈UCC/RC，基極臨界飽和電流為IBS=ICS/β≈UCC/βRC

當(dāng)基極注入電流IB超過其臨界值時(shí)，晶體管呈飽和狀態(tài)。故判斷管子飽和狀態(tài)的方法為：若IB≥IBS=UCC/βRC時(shí)，則晶體管飽和。第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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的大小無關(guān)，說明處在放大狀態(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13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月放大區(qū)：

e結(jié)正偏、c結(jié)反偏（對(duì)于NPN型管，VC>VB、VB>VE.對(duì)于PNP型管，VC<VB、VB<VE），BJT有放大作用。這時(shí)

IB>0;IC=IBβUCE=UCC-ICRC第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

小結(jié)：

放大區(qū)：三極管正常工作，ic=ibβ

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βib,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15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月課堂討論：

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)減小（VCC-ic*Rc），UCE<UBE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16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月飽和需要分兩種情況來考慮，其一是管子自身放大倍數(shù)小達(dá)到極限能力后，無法再繼續(xù)放大，通俗說就是小馬拉大車；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17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2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