三極體的開關特性是什麼（三極體的特性曲線）

2023-08-06 07:48:13 1

三極體外部各極電壓和電流的關係曲線，稱為三極體的特性曲線，又稱伏安特性曲線。它不僅能反映三極體的質量與特性，還能用來定量地估算出三極體的某些參數，是分析和設計三極體電路的重要依據。

對於三極體的不同連接方式，有著不同的特性曲線。應用最廣泛的是共發射極電路，其基本測試電路如圖Z0118所示，共發射極特性曲線可以用描點法繪出，也可以由電晶體特性圖示儀直接顯示出來。

一、輸入特性曲線

在三極體共射極連接的情況下，當集電極與發射極之間的電壓UBE 維持不同的定值時，

UBE和IB之間的一簇關係曲線，稱為共射極輸入特性曲線，如圖Z0119所示。輸入特性曲線的數學表達式為：

IB＝f（UBE）| UBE = 常數 GS0120

由圖Z0119 可以看出這簇曲線，有下面幾個特點：

（1）UBE = 0的一條曲線與二極體的正向特性相似。這是因為UCE = 0時，集電極與發射極短路，相當於兩個二極體並聯，這樣IB與UCE 的關係就成了兩個並聯二極體的伏安特性。

（2）UCE由零開始逐漸增大時輸入特性曲線右移，而且當UCE的數值增至較大時（如UCE＞1V），各曲線幾乎重合。這是因為UCE由零逐漸增大時，使集電結寬度逐漸增大，基區寬度相應地減小，使存貯於基區的注入載流子的數量減小，複合減小，因而IB減小。如保持IB為定值，就必須加大UBE ，故使曲線右移。當UCE 較大時（如UCE ＞1V），集電結所加反向電壓，已足能把注入基區的非平衡載流子絕大部分都拉向集電極去，以致UCE再增加，IB 也不再明顯地減小，這樣，就形成了各曲線幾乎重合的現象。

（3）和二極體一樣，三極體也有一個門限電壓Vγ，通常矽管約為0.5～0.6V，鍺管約為0.1～0.2V。

二、輸出特性曲線

輸出特性曲線如圖Z0120所示。測試電路如圖Z0117。

輸出特性曲線的數學表達式為：

由圖還可以看出，輸出特性曲線可分為三個區域：

（1）截止區：指IB=0的那條特性曲線以下的區域。在此區域裡，三極體的發射結和集電結都處於反向偏置狀態，三極體失去了放大作用，集電極只有微小的穿透電流IcEO。

（2）飽和區：指綠色區域。在此區域內，對應不同IB值的輸出特性曲線簇幾乎重合在一起。也就是說，UCE較小時，Ic雖然增加，但Ic增加不大，即IB失去了對Ic的控制能力。這種情況，稱為三極體的飽和。飽和時，三極體的發射給和集電結都處於正向偏置狀態。三極體集電極與發射極間的電壓稱為集一射飽和壓降，用UCES表示。UCES很小，通常中小功率矽管UCES＜0.5V；三極體基極與發射極之間的電壓稱為基一射飽和壓降，以UCES表示，矽管的UCES在0．8V左右。

OA線稱為臨界飽和線（綠色區域右邊緣線），在此曲線上的每一點應有

|UCE| = |UBE|。它是各特性曲線急劇拐彎點的連線。在臨界飽和狀態下的三極體，其集電極電流稱為臨界集電極電流，以Ics表示；其基極電流稱為臨界基極電流，以IBS表示。這時Ics與IBS 的關係仍然成立。

（3）放大區：在截止區以上，介於飽和區與擊穿區之間的區域為放大區。在此區域內，特性曲線近似於一簇平行等距的水平線，Ic的變化量與IB的變量基本保持線性關係，即ΔIc=βΔIB，且ΔIc >>ΔIB ，就是說在此區域內，三極體具有電流放大作用。此外集電極電壓對集電極電流的控制作用也很弱，當UCE＞1 V後，即使再增加UCE，Ic 幾乎不再增加，此時，若IB 不變，則三極體可以看成是一個恆流源。

在放大區，三極體的發射結處於正向偏置，集電結處於反向偏置狀態。