晶体管伏安特性曲线24.docx

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晶体管伏安特性曲线24

2.4晶体管伏安特性曲线

各极电压与电流之间的关系-------外部特性

各极电压：

VBE、VCB、VCE，由于VBE+VCB=VCE，所以两个是独立的。

各极电流：

IE、IB、IC。

由于IB+IC=IE，所以两个是独立的。

一、共E输入特性曲线

共E：

输入：

IB、VBE。

输出：

IC、VCE。

共E输入特性曲线：

当VCE维持不同的定值，输入电流IB随输入

电压VBE变化的特性

1（

CEBEBEVIfV=定值

VBE是自变量IB是因变量VCE是参变量测试原理图：

是一族曲线，每根都类似二极管的伏安特性曲线。

特点：

（1）当VCE=0时，两PN结并联，IB较大

（2）当VCE从0→0.3V时，曲线右移。

（3）当VCE>0.3V后，曲线基本重合（VCE的

影响很小），

不完全重合的原因：

基区宽度调制效应。

当VCE↑，集电结空间电荷区宽度↑，基区宽度↓，复合几率↓，IB↓。

实际影响很小，所以一般只画一根。

（4）存在发射结正向导通电压VBE（on,类似二极管正向导通电压VD（on。

即发射结正向导通时，不管IB多大，VBE=VBE（on基本不变（分析外电路时）。

（

0.60.7:

（0.60.7BEonVNPN

SiVVPNP⎧=⎨-⎩

例：

如右上图求IB。

等效电路如右下图

（

BBBEonBB

VVIR-=

（5）反向特性VBE<0（NPN

发射结反偏，集电结反偏

反向电流IB=－（IEBO+ICBO）很小IEBO：

发射结反向饱和电流

IC

ICIVVVV

VBECECE

CEB

=0=0.3V

=10V

（BRBEO

C

BB

CC

RVVB

B

BBBE（on

RVV

（6）击穿特性

当反向电压大到V（BR）BEO时，反向电流↑↑二、共E输出特性曲线（P59）

当IB维持不同的定值，输出电流IC随输出电压VCE变化的特性

2（

CECEIfV=BI定值

分四个区：

放大区、饱和区、截止区、击穿区

1、放大区：

发射结正偏，集电结反偏

0,0BECBVV>>

（CBCEBECEBEBEonVVVVVV=-∴>=

特点：

（1）满足CBCEOBIIII=+≈，IB对IC有正向控制作用

（2）当IB是等间隔时，曲线是平行等距的。

定义：

C

B

IIβ∆=

∆，共E交流电流传输系数（放大倍数）则β为常数，和IC基本无关。

一般ββ≈，以后就不区分β和β。

例上图中在2CImA=，10CEVV=附近，

32500.060.04CBIIβ∆-=

==∆-，2

500.04

CBII===（3）0EI=为放大区的下边界，这时BCBOII=-，CCBOII=，即在BCBOII=-以上区域

为放大区。

实际上为方便起见，一般以0BI=为放大区的下边界。

（4）曲线与横轴基本平行，即当CEV变时，CI基本不变。

不完全平行（CEV↑时CI↑）的原因：

基区宽度调制效应。

当VCE↑，集电结空间电荷区宽度↑，基区宽度↓，基区中非平衡少子的分布梯度↑，CI↑

（5）各特性曲线的负向延长线交CEV轴上同一点A，相应的电压AV：

厄尔利电压

饱和区

如定义BCE

ceIC

V

rI=∆=∆常数

，则AceCQ

rI≈

CQI为静态时的CI

（6）在大范围内，当CI很大或很小时，曲线较密，β↓2、饱和区

发射结正偏，集电结反偏

0,0BECBVV><，即（CEBEBEonVVV<=

特点：

（1）不满足直流电流传输关系，CBIIβ≠，

IB对IC无正向控制作用，IB变化时IC基本不变。

（2）IC随VCE的变化大。

（3）饱和时的VCE称饱和压降VCE（sat）。

VCE（sat）≈0.3V，很小，类似开关闭合（4）从放大到饱和的过程

如三极管开始是工作在放大区，应如何调节W会让三极管进入饱和区？

要让三极管从放大区进入饱和区，必须CEV↓，由于

CECCCCVVIR=-⋅，CI∴↑，CBIIβ=，BI∴↑，（

BBBEonBB

VVIWR-=

+，W∴↓

3、截止区

发射结反偏，集电结反偏。

0BI=（严格上0EI=）以下区域特点：

（1）不满足直流电流传输关系

（2）0ECII≈≈，类似开关断开4、击穿区

当（CEBRCEOVV>时，CI↑↑特点：

（1）主要是雪崩击穿

（2）不满足直流电流传输关系（3）BI较小时，击穿电压较大。

（4）穿通击穿

CEV↑，基区宽度↓，集电结和发射结重叠，集电结电场作用到发射结，使EI和CI↑↑。

IC

C

IV

VCC

L

（BRCEO

CE

V

三、晶体管极限参数

1、集电极最大允许工作电流CMI

当CCMII>时，β↓↓。

要求最大工作电流cmCMII<，否则性能变坏，引起失真。

2、反向击穿电压，实际的最大工作电压应小于击穿电压。

（1）0BI=时，击穿电压为（BRCEOV

（2）0EI=时，击穿电压为（BRCBOV

（3）B、E间接有电阻R时，击穿电压为（BRCERV（4）B、E间短路时，击穿电压为（BRCESV

一般（（（（BRCEOBRCESBRCERBRCBOVVVV<<<，所以（BRCEOV是选管的依据。

3、集电极最大耗散功率CMP

集电极实际的耗散功率CCCEPIV=⋅应小于允许的最大耗散功率CMP。

CMP与散热条件有关，散热好，CMP就可以大。

4、安全工作区

CCMII=，（CEBRCEOVV=，CCECMIVP⋅=以及横轴、纵轴围起的区域

（BRCEO

CE

CM

VII

（1

（3

（4