【郑益慧】模拟电子技术：6.BJT特性曲线共射

BJT特性曲线共射

输入特性

• 输入回路；从基极到发射极
• 输出回路；从集电极到发射极

IC是对IB的放大，用小信号控制大能量

那么输入/输出回来是怎么来的？

由于输入信号控制IB的变化，通过IB控制IC的变化。

因此就可以在这个过程中，IB做的是输入，IC做的是输出。

输入特性曲线：

为什么？

首先要明确输入特性曲线描述的是UBE和IB的关系，基极电流b是由发射极扩散到基极的电
子与空穴复合形成的。然后你要想UCE的作用是把发射极的电子吸到集电极去(>0的话是反向电压，才有这个作用)，那UCE越大，抢的电子越多，基极和空穴复合的电子应该就越少，也就是越小，回
看输入特性曲线，同一个UBE的情况下，UCE越大，IB越小，符合这一点。到最后UCE大于V的时候，能把绝大部分的电子都弄走了，极少部分还是在基极与空穴复合，形成IB,UCE再大你晶体管内半导体掺杂浓度就那样，电子都是有限的，所以就重合为一条曲线，虽然看上去输入特性曲线IB能翘的很高，但实际中基极电流应该也是很小的，也
解释了平时计算有时候会集电极电流近似等于发射极电流。

UBE:发射结的电压

输出特性曲线

ic和iB成比例的前提：

UCE越大，就会更容易反偏。

UCE：集电结的电压。

只要UCE不变，那么ic也就基本不变了。如下图

因此这就是一个放大区域。

在饱和区：IC和IB不成比例。IC不受IB控制。在这个区域内，UCE特别小。

可以看作是集电结正偏，属于扩散运动。类似于一个导体。因为此时发射结和集电结相当于导通的状态。

iB可以一直加，但是ic的最大值绝对不会超过Vcc/Rc

因此想处于放大状态，那么UCE应该是一个比较大的值。

双结正偏的结果

当集电结正偏了，它收集电子能力就没有了，集电结这里就是自由扩散；

因此，根据上面的分析对于输出特性曲线有几个区，如下：

1. 放大区

发射结正片，集电结反偏

2. 截止区

双结反偏；CE断路 （让基极的电位小于发射结，就可与控制在截止区）（发射结反偏，就相当于源泉没了）

3. 饱和区

双结正偏，

那如何判断三极管的工作状态呢？

Icmax：外电路的工作的最大电流

三极管的开关功能/放大功能

比如一个方波过来，低电平截止，高电平饱和，来控制灯等等。当然这里控的功率较小（因为三极管的最大电流比较小），因此如果想要控制功率更大的，加一个继电器。

主要参数：自己去看（肯定有用）

温度的影响：

输入：

温度升高，曲线左移。

在相同IB电流下，温度升高，会让发射极的正向压降降低。

PN结每升高1℃，它的正向压降小2—2.5mV

输出

温度越高，β会增大

光电三极管

电流和光照成比例——光电传感器

光信号传递的特点：受干扰很小。

可以发展成光电耦合器

课后习题：

• 1.3.1 为使NPN型管和PNP型管工作在放大状态，应分别在外部加什么样的电压？

NPN型管集电极接负极，发射极接正极，电压要大于饱和电压基极相对发射极为正硅管约0.6v,锗管约0.2v,PNP型管集电极接正极，发射极接负极，电压要大于饱和电压基极相对发射极为负硅管约0.6v,锗管约0.2v

• 1.3.2 在实验中应用什么方法判断晶体管的工作状态？

一般来说测基极、集电极与发射极的电压来判断集电极电压与发射极电压几近相等的管子处于
饱和状态；集电极电压和发射极电压接近电源电压的管子处于截止状态；集电极电压在电源
电压的1/2左右的是放大状态；基极电压接近0或负值的是振荡状态。

如何判断BJT工作在哪个区域？
当Vco≈1/2Vcc时，认为是合理的，工作在放大区

• 1.3.3 为什么说少数载流子的数目虽少，但却是影响二极管、晶体管温度稳定性的主要因素？

影响最大的应该是ICbo,它就是少数载流子形成的从C极区流向b极区的反向电流，它会影响基区
中多子的复合，该电流在放大电路中会严重影响放大倍数.Icbo随温度按指数变化，导致放大倍数
随温度呈非线性变化.

因为晶体管在工作时，很大的正向电流和很小的反向电流都主要是少数载流子的电流；而少数载流子浓度随着温度的升高将指数式增大，所以说少数载流子是影响晶体管温度稳定性的主要因素。

• 1.3.4 为什么晶体管有工作频率的限制？

因为半导体的主要组成单元是PN结，PN结的显著特征是单向导电性，因为PN结的反向截止区是由耗尽层变宽导致截止，而这个过程是需要一定的时间的，如果频率太高导致时间周期小于截止时间就可能造成半导体器件不能正常工作，所以半导体器件有最高工作频率的限制。

功率消耗的问题是集成电路的瓶颈；场效应管的出现为解决这个问题起了很大的作用；