3.三极管的特性曲线[共3页]

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三极管特性曲线和参数

2.4.2 三极管的特性曲线
IC ＋ mA －
Rc
Rb
IB A ＋
＋ V UCE －
UCC
UBB
uBE V
－
图 1 – 33 三极管共发射极特性曲线测试电路
1.
输入特性
IB / mA U CE＝0 V U CE＝2 V
当ＵＣＥ不变时, 输入回路中的电流ＩＢ与电压ＵＢＥ之间的关系曲线称为输入特性, 即
2.3.5 三极管的主要参数
(1) 共发射极交流电流放大系数β。β体现共射极接法之下的电流放大作用。
I C I B
U CE 常数
(2) 共基极交流电流放大系数α。α体现共基极接法下的电流放大作用。
I C I E
2. 极间反向电流
ICBO
A
A ICEO
(a ) ICBO
2 - 36 三极管极间反向电流的测量
(3) 饱和区。曲线靠近纵轴附近, 各条输出特性曲线的上升部分属于饱和区。在这个区域, 当
ＵＣＥ较小时, 管子的集电极电流ＩＣ基本上不随基极电流ＩＢ而变化, 这种现象称为
饱和。此时三极管失去了放大作用,
一般认为ＵCE＝ＵNE, 即ＵCB＝０时, 三极管处于临界饱和状态, 当ＵCE＜ＵBE时称为过饱和。三极管饱和时的管压降用ＵCES表示。在深度饱和时, 小功率管管压降通常小于０.３V。
过压区
UCE / V
2 - 38 三极管的安全工作区
4. 反向击穿电压
ＢＵCBO——发射极开路时, 集电极-基极间的反向击穿电压。ＢＵCEO——基极开路时, 集电极-发射极间的反向击穿电压。
ＢＵEBO——集电极开路时, 发射极-基极间的反向击穿电压, 此

三极管的特性曲线

❖③反向击穿电压U(BR)CEO、U(BR)CBO、 U(BR)EBO
❖ U(BR)CEO：基极开路时集电结不致击穿，允许加在集电极一发射极之间的最高电压；
❖ U(BR)CBO为发射极开路时集电结不致击穿，允许加在集电极一基极之间的最高反向电压；
❖ U(BR)EBO为集电极开路时发射结不致击穿，允许加在发射极一基极之间的最高反向电压。
1台
三、实训仪器设备使用方法
❖ 1. DA-16型毫伏表的使用 ❖ 2. 示波器的使用
1. DA-16型毫伏表的使用
❖ （1）DA-16型晶体管毫伏表简介 ❖ （2）DA-16型晶体管毫伏表的读数
（3）晶体管毫伏表使用注意事项
❖ ①毫伏表使用前应垂直放置以保证精度，且在不通电的情况下先进行机械调零。
结的反向饱和电流。 ❖ ②集-射极反向漏电流ICEO ❖ 当基极开路时，集电极直通到发射极的反向电流，
又叫穿透电流，且有
（3）极限参数
①集电极最大允许电流ICM 集电极电流IC超过一定值时，β将明显下降，当β下降到正常值的2/3时所对应的集电极电流值称为最大允许集电极电流 ICM。
②集电极最大允许功率损耗 PCM
❖ （2）复习正弦交流信号的三要素。
❖ 一、实训目的
❖ （1）能正确使用示波器来观察电子信号的波形；
❖ （2）掌握用示波器测量交流电的频率、周期及信号的峰-峰值的方法；
❖ （3）掌握函数信号发生器和晶体管毫伏表的使用方法。
❖ 二、实训仪器与器件
❖ （1）函数信号发生器
1台
❖ （2）示波器
1台
❖ （3）晶体管毫伏表
❖ IC= βIB（条件：满足发射结正偏，集电结反偏）
❖ ②截止区

三极管的特性曲线

特点：曲线簇靠近纵轴附近，各条曲线的特点：曲线簇靠近纵轴附近，上升部分十分密集，几乎重叠在一起，上升部分十分密集，几乎重叠在一起，可以看出：看出：改变时，当 IB 改变时，Ic 基本上不会随之而改变。
Ε 晶体管饱和的程度将因IB和Ic的数值不同晶体管饱和的程度将因I Ic的数值不同
3
6
9
IC(mA ) 4 3 2 1 3 6 9
此区域中 : 100µA µ IB=0,IC=ICEO 80µABE< 死区 µ ,U 电压，电压 60µA ，称为 µ 截止区。截止区。 40µA µ 20µA µ IB=0 12 UCE(V)
输出特性曲线簇
输出特性三个区域的特点: 输出特性三个区域的特点
Ε （2）为了保证三极管工作在放大区，在组成放大为了保证三极管工作在放大区，
电路时，电路时，外加的电源的极性应使三有管的发射结处于正向偏置状态，集电结则处于反向偏置状态。处于正向偏置状态，集电结则处于反向偏置状态。
Ε （3）即使三极管工作在放大区，由于其输入，输即使三极管工作在放大区，由于其输入，
结论：结论：在放大区，UBE> 0.7V，UBC< 0，Je正在放大区， 0.7V， 0，Je正偏，Jc反偏，Ic随IB变化而变化，但与反偏，变化而变化，的大小基本无关。 UCE的大小基本无关。 ΔIc>>ΔIB，具有很强的电流放大作用！
3、饱和区：饱和区：
Ε Ε Ε
晶体管工作在饱和模式下：晶体管工作在饱和模式下： >0.7V， >0， Je、Jc均正偏均正偏。 UBE>0.7V，UBC>0，即：Je、Jc均正偏。
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。放大区：发射结正偏，集电结反偏。即： IC=βIB , 且 ∆IC = β ∆ IB (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：UCE<UBE ， βIB>IC，UCE≈0.3V (3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO ≈0 截止区：死区电压，

三极管特性曲线分析报告

目录一、三极管特性曲线分析 (1).1三极管结构 (1).2 三极管输入特性曲线 (2).3 三极管输出特性曲线 (2)二、三极管应用举例 (3).1 三极管在放大状态下的应用 (3).2 三极管在开关状态下的应用 (3)三、线性电路和非线性电路 (4).1线性电路理论 (4).2 非线性电路理论 (5).3 线性电路的分析应用举例 (6).4 非线性电路的分析应用举例 (7)四、数字电路和模拟电路 (8)4.1 数字电路 (8)4.2 模拟电路 (8)4.3数字电路和模拟电路区别与联系 (9)五、总结与体会 (9)六、参考文献 (10)极管输入输出曲线分析——谈线性电路与非线性电路关键词：三极管；数字电子技术；模拟电子技术一、三极管特性曲线分析1.1三极管结构图1-2 三极管三种组态体三极管的输入特性和输出特性曲线描述了各电极之间电压、电流的关系。

.2 三极管输入特性曲线入特性曲线描述了在管压降CE U 一定的情况下，基极电流B i 与发射结压降BE U 之间的函数关系，即()CE CB BE U i f u ==。

1-3 三极管输入特性曲线1. 死区2. 线性区3. 非线性区ce =0V 时，发射极与集电极短路，发射结与集电结均正偏，实际上是两个二极管并联的正向特性曲线。

当1CE U V >，0cb ce be U U U =->时,，集电结已进入反偏状态，开始1CE U V >收集载流子，且基区复合减少，特性曲线将向右稍微移动一些, I C / I B 增大。

但U ce 再增加时，.3 三极管输出特性曲线出特性曲线描述是基极电流B I 为一常量时，集电极电流C i 与管压降CE u 之间的函数关系，即()B C CE I C i f u ==。

出特性曲线可以分为三个工作区域，如下图所示：在饱和区内，发射结和集电结均处于正向偏置。

C i 主要随CE u 增大而增大，对B i 的影响不明显，即当BE u 增大时，B i 随之增大，但C i 增大不大。

三极管的工作曲线

三极管的工作曲线
三极管的工作曲线是指三极管的输入电流与输出电流之间的关系。

在三极管的工作曲线中，纵轴表示输出电流（即电流增益），横轴表示输入电流或输入电压。

对于NPN型三极管而言，当输入电流很小时，输出电流近似为零，此时处于截止区；当输入电流逐渐增大时，输出电流也逐渐增大，但增长速度相对较慢，此时处于放大区；当输入电流进一步增大时，输出电流趋于饱和，此时处于饱和区。

对于PNP型三极管而言，当输入电流很小时，输出电流近似为零，此时处于饱和区；当输入电流逐渐增大时，输出电流也逐渐减小，但减小速度相对较慢，此时处于放大区；当输入电流进一步增大时，输出电流趋于截止，此时处于截止区。

三极管的工作曲线可以用于描述三极管的放大性能、开关特性等。

不同的工作曲线可以通过改变三极管的工作点（即对三极管的偏置电压和电流进行调整）来实现。

三极管特性曲线参数及场效应管

图 02.07 在输出特性曲
线上决定
图02.08 值与IC的关系
2.共基极直流电流放大系数 =（IC－ICBO）/IE≈IC/IE
显然与之间有如下关系: = IC/IE= IB/1+ IB= /1+
②极间反向电流 1.集电极基极间反向饱和电流ICBO ICBO的下标CB代表集电极和基极，O是
显。曲线的右移是三极
管内部反馈所致，右移
不明显说明内部反馈很
小。输入特性曲线的分
区：①死区
②非线性区 ③线性区
图02.05 共射接法输入特性曲线
(2)输出特性曲线
共发射极接法的输出特性曲线如图02.06所示，它是以 iB为参变量的一族特性曲线。现以其中任何一条加以说明，当vCE=0 V时，因集电极无收集作用，iC=0。当vCE稍增大时，发射结虽处于正向电压之下，但集电结反偏电压很小，如
的增加，特性曲线进
入与vCE轴基本平行的区域 (这与输入特性曲线随vCE增大而右移的图02.06 共发射极接法输出特性曲线原因是一致的) 。（动画2-2）
输出特性曲线可以分为三个区域: 饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的
数值较小，一般vCE＜0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。
双极型半导体三极管的特性曲线
本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线，即
输入特性曲线—— iB=f(vBE) vCE=const 输出特性曲线—— iC=f(vCE) iB=const 这里，B表示输入电极，C表示输出电极， E表示公共电极。所以这两条曲线是共发射极接法的特性曲线。
iB是输入电流，vBE是输入电压，加在B、E 两电极之间。

三极管的特性曲线

三极管特性曲线
一、输入特性
输入特性通常是指当UCE为某一值时，三极管的基极与发射极之间
的电压UBE同集电极电流IB的关系。
IB
A
RB
EB 实验线路 V UBE V UCE
UCE =0.5V
UCE=0V
IB(A)
80
UCE 1V
工作压降：硅管 UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。
IC(mA )
当UCE大于一定的数值时， 100A IC 只与IB有关， IC=I B。 80 A
60A
40A 20A IB=0 12 UCE(V)
3
6
9
输出特性1
IC(mA ) 此区域中UCE U BE 100 A, 集电结正偏， IB>IC，UCE 0.3V 80 A 称为饱和区。 60A 40A 20A IB=0 12 UCE(V)
3
6
9
输出特性曲线饱和区
输出特性曲线
IC(mA ) 4 3 2 1 3
此区域中 : 100 A IB=0,IC=ICEO 80 ABE< 死区 ,U 电压，称为 60 A 截止区。 40A 20A IB=0 12 UCE(V)
6
输出特性曲线截止区
9
输出特性曲线
输出特性曲线如图所示：根据外加电压的不同，整个曲线可划分为三个区：放大区、截止区、饱和区
60 死区电压，硅管 0.5V，锗管0.2V。
40 20
0.4
输入特性曲线
0.8
UBE(V)
二、输出特性
输出特性通常是指在一定的基极电流IB控制下，三极管的集电极与
发射极之间的电压UCE同集电极电流Ic的关系。

三极管输出特性曲线

三极管输出特性曲线
三极管输出特性曲线是指在一定的电压下，三极管的输出电流与输入电压之间的变化关系，即从输入电压到输出电流的变化过程。

一般来说，三极管的输出特性曲线分为三部分：正向增益区、正向饱和区和反向饱和区。

正向增益区是指当输入电压逐渐增加时，输出电流也随之增加，呈现出正向对数增益的特性。

正向饱和区是指当输入电压超出一定的限制时，输出电流不再增加，而是保持不变。

反向饱和区是指当输入电压低于一定的限制时，输出电流会降低，直至反向饱和。

三极管的特性曲线

三极管的特性曲线
20/131
3.1.3 三极管的特性曲线
三极管的特性指管子各电极的电压与电流的关系曲线。
共发射极接法三极管的特性曲线
Ib是输入电流，Ube是输入电压，加在B、E两电极之间。 Ic是输出电流，Uce是输出电压，从C、E两电极取出。
Ic
输入特性曲线:Ib=f (Ube) Uce=C
输出特性曲线:Ic=f (Uce) Ib=C
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院《模拟电子技术》课程组
③ ①②
载流子，且基区复合减少，特性曲
线将向右稍微移动一些, IC / IB 增大。但UCE再增加时，曲线右移很不明显。通常只画一条。
输入特性曲线分三个区 ① 死区
IB Rb
+ Ui-
IC
Uo
IE
Rc
EB EC
② 非线性区 ③ 线性区
发射极正偏时： NPN Si管: Ube= 0.6~0.7V PNP Ge管: Ube= 0.2~0.3V
+ U-i
Rb Ib c
be
Ie
Uo Rc
说明：符号Ube表示矢量信号。
EB
EC
21/13•1 三极管输入特性曲线 IB=f(UBE) U CE=常数
1. UCE=0V时，发射极与集电极短路，
发射结与集Байду номын сангаас结均正偏，实际上
是两个二极管并联的正向特性曲线
。 2. 当UCE ≥1V时,UCB= UCE - UBE >0，集电结已进入反偏状态，开始收集
特点：发射结反偏，集电结反偏。 IB=0 曲线的下方的区域当IB=0 时，IC=ICEO NPN管，UBE< 0.7V(硅管）时管子就处于截止态。

三极管的特性曲线

三极管的特性曲线
三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。

它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。

对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。

应用最广泛的是共发射极电路，其基本测试电路如图Z0118所示，共发射极特性曲线可以用描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。

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：。

晶体三极管的输入输出特性曲线

晶体三极管的输入、输出特性曲线三极管的特性曲线是指三极管各极上的电压和电流之间的关系曲线，是三极管内部性能的外部表现。

从使用三极管的角度来说，了解它的特性曲线是重要的。

由于三极管有两个PN结，因此它的特性曲线不像二极管那样简单。

最常用的有输入特性和输出特性曲线两种，在实际应用中，通常利用晶体管特性图示仪直接观察，也可用图1的电路开展测试逐点描绘。

（一）输入特性曲线输入特性是指，当三极管的集电极与发射极之间电压UCE保持为某一固定值时，加在三极管基极与发射极之间的电压UBE与基极电流IB之间的关系。

以3DG130C为例，按图1实验电路测试。

当UCE分别固定在O和1伏两种情况下，调整RPl测得的IB和UBE的值，列于表1。

它的输入特性曲线，如图2所示。

为了说明输入特性，图中画出两种曲线，表示UCE不同的两种情况。

但两条线不会同时存在。

图1晶体三极管输入、输出特性实验电路图2晶体三极管输入特性曲线表1三极管输入特性数据1.当UCE = O伏时，也就是将三极管的集电极与发射极短接，如图3所示，相当于正向接法的两个并联二极管。

图2中曲线A的形状跟二极管的正向伏安特性曲线非常相似，IB和UBE 也是非线性关系。

2.当UCE=I伏时，集电结反偏，产生集电极电流IC, 在一样的UBE条件下，基极电流IB就要减小。

（图2中a点降到b 点），因此曲线B相对曲线A右移一段距离。

可见，UCE 对IB有一定影响。

当UCE>1伏以后，IB与UCE几乎无关，其特性曲线和UCE = I优那条曲线非常接近，通常按UCE = I 伏的输出特性曲线分析。

图3 UCE=O时的等效电路图4 3AX52B的输入特性曲线图4是3AX52B错三极管的输入特性，注意横坐标是一UBE,这是指PNP型错管的基极电位低于发射极电位。

可见，错管和硅管它们的输入特性曲线都是非线性的，都有“死区”, 错管和硅管相比，错管在较小的UBE值下，就可使发射结正偏导通。

三极管的特性

.三极管的特性_输出特性曲线是描述三极管在输入电流iB保持不变的前提下，集电极电流iC和管压降uCE 之间的函数关系，即三极管的输出特性曲线如图二所示：由图二可见，当IB改变时，iC和uCE的关系是一组平行的曲线族，并有截止、放大、饱和三个工作区。

（1）截止区IB=0持性曲线以下的区域称为截止区。

此时晶体管的集电结处于反偏，发射结电压uBE＜0，也是处于反偏的状态。

由于iB＝0，在反向饱和电流可忽略的前提下，iC=βiB也等于0，晶体管无电流的放大作用。

处在截止状态下的三极管，发射极和集电结都是反偏，在电路中犹如一个断开的开关。

实际的情况是：处在截止状态下的三极管集电极有很小的电流ICE0，该电流称为三极管的穿透电流，它是在基极开路时测得的集电极-发射极间的电流，不受iB的控制，但受温度的影响。

（2）饱和区三极管放大电路中，集电极接有电阻RC，如果电源电压VCC一定，当集电极电流iC增大时，uCE=VCC-iCRC 将下降，对于硅管，当uCE 降低到小于0.7V时，集电结也进入正向偏置的状态，集电极吸引电子的能力将下降，此时iB再增大，iC几乎就不再增大了，三极管失去了电流放大作用，处于这种状态下工作的三极管称为饱和。

规定UCE＝UBE时的状态为临界饱和态，图二中的虚线为临界饱和线，在临界饱和态下工作的三极管集电极电流和基极电流的关系为：式中的ICS，IBS，UCES分别为三极管处在临界饱和态下的集电极电流、基极电流和管子两端的电压（饱和管压降）。

当管子两端的电压UCE＜UCES时，三极管将进入深度饱和的状态，在深度饱和的状态下，iC=βiB的关系不成立，三极管的发射结和集电结都处于正向偏置会导电的状态下，在电路中犹如一个闭合的开关。

三极管截止和饱和的状态与开关断、通的特性很相似，数字电路中的各种开关电路就是利用三极管的这种特性来制作的。

（3）放大区三极管输出特性曲线饱和区和截止区之间的部分就是放大区。

三极管的特性曲线

三极管的特性曲线三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。

它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。

对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。

应用最广泛的是共发射极电路，其基本测试电路如图Z0118所示，共发射极特性曲线可以用描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。

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。

三极管的特性曲线

③
2. 当UCE ≥1V时,UCB= UCE - UBE >0，集电结已进入反偏状态，开始收集 ①②
载流子，且基区复合减少，特性曲
线将向右稍微移动一些, IC / IB 增大。但UCE再增加时，曲线右移很不明显。通常只画一条。
输入特性曲线分三个区 ① 死区
Rb IB
+ Ui-
IC
IE
Uo Rc
(2) IC=.IB，IC主要受IB的控制。
24/131
三极管的四种工作状态：
重要！
放大工作状态: 发射结正偏，集电结反偏
饱和工作状态: 发射结正偏，集电结正偏截止工作状态：发射结反偏，集电结反偏
反向工作状态：发射结反偏，集电结正偏
Rc
VCC
发射结反偏判断方法：
UBE<0.7V（Si) UBE<0.3V（Ge)
IB=
IB= IB=0
截止区：特点：发射结反偏，集电结反偏。 IB=0 曲线的下方的区域当IB=0 时，IC=ICEO NPN管，UBE< 0.7V(硅管）时管子就处于截止态。
Rc
EC
NP N
E IEn
ICn
IC
C
IE
IEp
IBn ICBO
EB Rb B IB
23/131
说明：符号UCE表示直流信号。
输出特性曲线:Ic=f (Uce) Ib=C
+ U-i
Rb Ib c
be
Ie
Uo Rc
说明：符号Ube表示矢量信号。
EB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
EC
21/131 三极管输入特性曲线 IB=f(UBE) U CE =常数

三极管特性曲线

三极管特性曲线是衡量三极管工作性能的有效方法。

它由四种基本特性曲线构成，分别为正向电压降-电流特性曲线，反向电压降-电流特性曲线，正向电压降势垒曲线和反向电压降势垒曲线。

首先来看正向电压降-电流特性曲线，它会反映出三极管在正向电压降下的电流特性。

随着正向电压的增加，电流也会随之增加，当正向电压达到一定程度时，电流开始减少，而且最终会趋向于一个极限值。

接下来是反向电压降-电流特性曲线，它会反映出三极管在反向电压降下的电流特性。

当反向电压增加时，电流会随之减小，并最终趋向于一个极小值。

正向电压降势垒曲线反映了三极管在正向电压降下的势垒特性。

当正向电压增加时，势垒会随之增加，当正向电压达到一定程度时，势垒开始减少，最终会趋向于一个极限值。

最后是反向电压降势垒曲线，它反映了三极管在反向电压降下的势垒特性。

当反向电压增加时，势垒也会随之减少，最终会趋向于一个极小值。

以上就是三极管特性曲线的基本介绍，由四种基本特性曲线构成，反映了三极管在正反向电压降下的电流和势垒特性。

通过分析三极管特性曲线，可以更清楚地理解三极管的工作原理，并可以更好地掌握其工作性能。