《晶体三极管特性》PPT课件

三极管截止等效电路：
e
所以可以利用三极管饱和、截止状态作开关。
三极管PN结四种偏置方式组 合
发射结(be结) 集电结(bc结)
正偏
反偏
正偏
正偏
反偏
反偏
反偏
正偏
工作状态
放大状态 饱和状态 截止状态 倒置状态
RB
vi i b
+3V -1V
VCC=6V
i c RC
2KΩ vo
β=50
根据VCC和RC值， 在输出特性曲线上画 一条负载线。
三极管饱和条件：
IC / mA
饱和区
5 4
IB2 80uA
3
放大区IB1 40uA
2
1
IB 0 截止区
0
2468
VCE /V
发射结正偏：VBE 0,VB VE 集电结正偏：VBC 0,VB VC
i b ≥ IBS
基极电位高于发射级、集电极电位。
三极管饱和特点：
IC /
当VCE减少到一定程度后， 集电结收集载流子的能力减弱， 造成发射结“发射有余，集电结
二极管开关的通断是受两端电压极性控制。
三极管开关的通断是受基极 b 控制。
C
1、三极管的三种工作区域
IC / mA
B
饱和区
5 4
IB2 80uA
E
IB 0 截止区
0
2468
VCE /V
C B
E
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。
t 0
VCC
ic
实际情况下： Vi = - Vb1 时：T 截止 i b ≈ 0 i c ≈ 0
RB
vi i b
RC
vo
输入由－Vb2上跳到＋Vb1,T由止→放大→饱和。
输入由＋Vb2下跳到-Vb1,由饱和→放大→止。
需要经历四个时间：
VI
延迟时间: i c 由0上升到0.1 i c max
Vb 2
截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。
此时，发射结反偏，集电结反偏。
IC / mA
5 4 3 2
饱和区
放大区——iC平行于vCE轴的区域，
IB2 80uA
曲线基本平行等距。
放大区IB1 40uA
此时，发射结正偏，集 电结反偏，电压大于
1
IB 0 截止区
0.7 V左右(硅管) 。
T由导通→截止需要的时间：tOff=ts+tf 0
td tr
ton
ts t f
toff
t
电子浓度
临饱 4
放大 3
2
正偏 1
N
P
用基区电荷分布图说明
1
当输入 三极管由截止进入饱和过程： 0
发射结由：反偏→正偏所需时间 td 发射结正偏后：
正向偏压
基极驱动电流 发射区扩散到基区电子数
由小到大变化
集电极收集的电子数
0
2468
VCE /V
IC / mA
饱和区
三极管工作在放大区。
5 4
三极管放大条件：
3
发射结正偏：VBE 0,VB VE
2 1
集电结反偏：VBC 0,VB VC 0
放大特点：
IB2 80uA
放大区IB1 40uA
IB 0 截止区
2468
VCE /V
三极管有放大能力，i c ＝βi b
不考虑管压降时的等效电路
等效于开关闭合
IC / mA
饱和区
三极管工作在截止区，IB= 5
0曲线以下。
4
IB2 80uA
三极管截止条件：
3
发射结、集电结均反偏。
2 1
VBE≤0 VBC<0
0
放大区IB1 40uA
IB 0 截止区
2468
VCE /V
I B 0、IC 0、VC VCC
b
c
三极管相当于开路 等效于开关断开
5 4 3
收集不足”，集电极电流IC不再 2
mA
饱和区
IB2
放大区IB1
80uA 40uA
服从IC=βIB的规律。
1
IB 0 截止区
三极管饱和时的等效电路： 0 2 4 6 8 VCE /V
b
c
b
c
硅管 0.7V + 锗管 0.3V VBES-
+ 硅管 0.3V -VCES 锗管 0.1V
e
e
基极电流IB对集电极电流IC有很强的控制作用,IC=βIB。 从特性曲线上可以看出，在相同的VCE条件下，IB有很小的变 化量ΔIB，IC就有很大的变化量ΔIC。
三极管工作在饱和区。 饱 和 区 VCE 比 较 小 ， 也 就 是 IC 受 VCE 显 著 控 制 区 。 即 将 输出曲线直线上升和弯曲部分 划为饱和区。
饱和时集电极电流：
ICS
VCC RC
临界饱和时基极电流： Ibs
Ics
VCC
RC
首先求出基极电流 ib ? 然后求出临界饱和时基极电流： Ibs ? ib Ibs 三极管工作在饱和状态，大的越
多，饱和的越深。
ib Ibs
三极管工作在放大状态
Vbe 0 三极管工作在截止状态
理想情况下：（饱和、截止动作瞬时完成） VCC
Vi = －Vb1时：T 截止 Vi = ＋Vb2时：T 饱和
iC 0
ic max
VCC RC
ic
RC
RB
vo
vi i b
三极管开关和二极管开关一样，都
VI
存在开关惰性。三极管在作开关运用时， Vb2
三极管饱和及截止两种状态不是瞬时完
0
t
成。因为三极管内部存在着电荷建立和 消散过程。
Vb1
iC iCMAX
N 当基区的电子浓度增加到 4 时：
集电极电流达到临界饱和：ICS 基区中电子积累所需时间：t r
电子浓度
深饱 5
临饱 4 放大 3
2
正偏 1
N ib1 P
当i b继续增加： IB≥IBS 时，发射结发射有余，集
电极收集不足。过剩电子在基区积累， 如 4→5。这段时间就是存储时间 t s
1
分析输入信号由： 0
上升时间: i c 由0.1 i c max上升到0.9 i c max
0 Vb1
t
存储时间: i c 由 I c max下降到0.9 i c max
iC
iCMAX
下降时间:i c 由0.9 i c max下降到0.1 i c max 0.9iCMAX
T由截止→导通需要的时间：tON =t +t d r0.1iCMAX
希望基极驱动电流i b 1很大，加速三 极管由截止向饱和转变，缩短上升时间 t r ，减少延迟时间，提高工作速度。
虽然i b1增加带来td、 t r 减小。同
N 时也会使 t s 增加。要求驱动电流不
ic / mA
VCC RC
120uA 100uA 80uA 60uA 40uA 20uA
VCE /V
当Vi < 0 时： 三极管截止，工作在特性曲线A点。
当 i b＝60μA时
i C = βi b =50X60=3mA
ICS
VCC RC
6 2K
3mA
T 临界饱和
当i b>60μA时
i C 几乎不变。三极管进入饱和区。