一、输入特性曲线 在三极管共射极连接的情况下,当集电极与发射极之间的电压
UBE 维持不同的定值时,
UBE和
IB之间的一簇关系曲线,称为共射极输入特性曲线,如图Z0119所示。输入特性曲线的数学表达式为:
IB=
f(
UBE)|
UBE = 常数
GS0120
由图
Z0119 可以看
出这簇曲线,有下面几个特点:
(1)
UBE = 0的一条曲线与二极管的正向特性相似。这是因为
UCE = 0时,集电极与发射极短路,相当于两个二极管并联,这样
IB与
UCE 的关系就成了两个并联二极管的伏安特性。
(2)
UCE由零开始逐渐增大时输入特性曲线右移,而且当
UCE的数值增至较大时(如
UCE>1V),各曲线几乎重合。这是因为
UCE由零逐渐增大时,使集电结宽度逐渐增大,基区宽度相应地减小,使存贮于基区的注入载流子的数量减小,复合减小,因而
IB减小。如保持
IB为定值,就必须加大
UBE ,故使曲线右移。当
UCE 较大时(如
UCE >1V),集电结所加反向电压,已足能把注入基区的非平衡载流子绝大部分都拉向集电极去,以致
UCE再增加,
IB 也不再明显地减小,这样,就形成了各曲线几乎重合的现象。
(3)和二极管一样,三极管也有一个门限电压Vγ,通常硅管约为0.5~0.6V,锗管约为0.1~0.2V。
二、输出特性曲线输出特性曲线如图
Z0120所示。测试电路如图Z0117。
输出特性曲线的数学表达式为:
由图还可以看出,输出特性曲线可分为三个区域:
(1)截止区:指
IB=0的那条特性曲线以下的区域。在此区域里,三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态,三极管失去了放大作用,集电极只有微小的穿透电流
IcEO。
(2)饱和区:指绿色区域。在此区域内,对应不同
IB值的输出特性曲线簇几乎重合在一起。也就是说,
UCE较小时,
Ic虽然增加,但
Ic增加不大,即
IB失去了对
Ic的控制能力。这种情况,称为三极管的饱和。饱和时,三极管的发射给和集电
结都处于正向偏置状态。三极管集电极与发射极间的电压称为集一射饱和压降,用
UCES表示。
UCES很小,通常中小功率硅管
UCES<0.5V;三极管基极与发射极之间的电压称为基一射饱和压降,以
UCES表示,硅管的
UCES在0.8V左右。
OA线称为临界饱和线(绿色区域右边缘线),在此曲线上的每一点应有
|
UCE| = |
UBE|。它是各特性曲线急剧拐弯点的连线。在临界饱和状态下的三极管,其集电极电流称为临界集电极电流,以
Ics表示;其基极电流称为临界基极电流,以
IBS表示。这时
Ics与
IBS 的关系仍然成立。
(3)放大区:在截止区以上,介于饱和区与击穿区之间的区域为放大区。在此区域内,特性曲线近似于一簇平行等距的水平线,
Ic的变化量与
IB的变量基本保持线性关系,即
ΔIc
=βΔIB,且Δ
Ic >>Δ
IB ,就是说在此区域内,三极管具有电流放大作用。此外集电极电压对集电极电流的控制作用也很弱,当
UCE>1 V后,即使再增加
UCE,
Ic 几乎不再增加,此时,若
IB 不变,则三极管可以看成是一个恒流源。
在放大区,三极管的发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置状态。