三极管伏安特性曲线与参数
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参数 当输入信号的频率增高到一定值后，结电
容将起到明显的作用，使β下降，因此， fT是 指使β下降到1时输入信号的频率。
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模拟电子技术基础
集-射极反向截止电流ICEO
集电结反 偏有ICBO
B
ICEO= IBE+ICBO
C
ICBO IBE N
P
ICEO受温度影响 很大，当温度上 升时，ICEO增加 很快，所以IC也 相应增加。三极 管的温度特性较 差。
RB
V UBE
IC mA
EC V UCE
EB
上实页验线下5路页 返回
模拟电子技术基础
一、输入特性
UCE=0V
80
UCE =0.5V
IB(A)
UCE 1V
60
死区电 压，硅管
40
0.5V，锗 20
管0.2V。
工作压降： 硅管 UBE0.6~0.7V,锗 管UBE0.2~0.3V。
0.4 0.8 UBE(V)
• 特点：三极管截止时，IB ≈ 0 , Ic ≈ 0，如 同断开的开关。
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模拟电子技术基础
③ 简化电路模型：
• 前面我们讲到三极管在饱和模式和截止模 式下呈现受控开关特性，那么，它工作在 这两种模式的转换之下就可实现开关电路， 现在我们分别来看一下其饱和模式和截止 模式下的等效电路。
模拟电子技术基础
§1-5-3 晶体三极管的伏安特性曲线
晶体管的伏安特性曲线是描述三极管的各端电流与
两个PN结外加电压之间的关系的一种形式，其特点是能 直观，全面地反映晶体管的电气性能的外部特性。
晶体管的特性曲线一般用实验方法描绘或专用仪器
（如晶体管图示仪）测量得到。
晶体三极管为三端器件，在电路中要构成四端网络，
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
上页 下12页 返回
模拟电子技术基础
1、截止区：
晶体管工作在截止模式下，有： UBE<0.7V，UBC<0
所以： IB ≤ 0，IE = IC = 0 结论：
发射结Je反向偏置时，晶体管是截止的。
上页 下13页 返回
模拟电子技术基础
2、放大区
晶体管工作在放大模式下 : UBE > 0.7V, UBC < 0，此时特性曲线表现为
近似水平的部分，而且变化均匀，它有两个 特点： ① Ic的大小受IB的控制；ΔIc>>ΔIB； ② 随着UCE的增加，曲线有些上翘。 此时 : ΔIc>>ΔIB，管子在放大区具有很强的 电流放大作用。
（1）UCE = 0时相当于集电极与发射极
短路，此时，IB和UBE的关系就是发射结 和集电结两个正向二极管并联的伏安特 性。
因为此时JE和JC均正偏，IB是发射区和
集电区分别向基区扩散的电上页子电流下2页之和。返回
模拟电子技术基础
输入特性 曲线簇
上页 下3页 返回
模拟电子技术基础
（2）UCE≥1V 即：给集电结加上固定
U(BR)EBO：集电极开路时，射一基极间的反向击穿电压，这 是发射结允许的最高反向电压，一般为1V～几伏。
它的每对端子均有两个变量（端口电压和电流），因此 要在平面坐标上表示晶体三极管的伏安特性，就必须采 用两组曲线簇，我们最常采用的是输入特性曲线簇和输 出特性曲线簇。
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模拟电子wenku.baidu.com术基础
一、输入特性曲线
输入特性是指三极管输入回路中，加
在基极和发射极的电压UBE与由它所产生 的基极电流IB之间的关系。
1、温度对UBE的影响：输入特性曲线随温度升高向左
移，这样在IB不变时，UBE将减小。UBE随温度变化的规 律与二极管正向导通电压一样，即：温度每升高1℃， UBE减小2～2.5mV。
2、温度对ICBO的影响：ICBO是集电结的反向饱和电流，
它随温度变化的规律是：温度每升高10℃，ICBO约增大 一倍。
上页 下6页 返回
模拟电子技术基础 二、输出特性曲线
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。
现在我们所见的是共射输出特性曲线
表示以IB为参变量时，Ic和UCE间的关系：
即
Ic= f(UCE)|IB = 常数
实测的输出特性曲线如图所示：根据
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模拟电子技术基础
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
上页 下9页 返回
模拟电子技术基础
IC(mA ) 4 3
2
100此A区域中 :
IC IE
,
IC IB
（以上系数在讨论大幅度信号变化或涉及直流量时使用） 上页 下30页 返回
模拟电子技术基础
• 交流放大系数：
IC , IC
I E
I B
• （以上系数在讨论小信号的变化量时使用）
,
• 当 基本不变（或在IE的一个相当大的
范围内）时，有：
上页 下31页 返回
模拟电子技术基础
四、三极管的开关工作特性：
（轮流工作在饱和模式和截止模式下）
三极管的开关特性在数字电路中用得
非常广泛，是数电路中最基本的开关元
件，通常不是工作在饱和区就是工作在
截止区，而放大区只是出现在三极管由
饱和区变为截止或由截止变为饱和的过
渡过程中，是瞬间即逝的，
因此对开关管，我们要特别注意其开
和时UCES很小，一般小功率管的UCES＜ 0.3V， 而锗管的UCES＜ 0.1V，比硅管还要小。
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模拟电子技术基础
4、击穿区
随着UCE增大，加在JE上的反向偏置电压UCB相应增大。 当UCE增大到一定值时，集电结就会发生反向击穿，造成集电极电
流Ic剧增，这一特性表现在输出特性图上则为击穿区域。
上页 下14页 返回
模拟电子技术基础
结论： 在放大区，UBE> 0.7V，UBC< 0，Je正偏，
Jc反偏，Ic随IB变化而变化，但与UCE的大小 基本无关。
ΔIc>>ΔIB，具有很强的电流放大作用！
上页 下15页 返回
模拟电子技术基础
3、饱和区：
晶体管工作在饱和模式下：
UBE>0.7V，UBC>0，即：Je、Jc均正偏。 特点：曲线簇靠近纵轴附近，各条曲线的
成放大电路时，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。
上页 下19页 返回
模拟电子技术基础
（3）即使三极管工作在放大区，由于其输
入，输出特性并不完全理想（表现为曲线 而非直线），因此放大后的波形仍有一定 程度的非线性失真。
（4）由于三极管是一个非线性元件，其各
三极管的反向击穿主要表现为集电结的雪崩击穿。
上页 下18页 返回
模拟电子技术基础
5、晶体管三极管的工作特点如下：
（1）为了在放大模式信号时不产生明显的
失真，三极管应该工作在输入特性的线性 部分，而且始终工作在输出特性的放大区， 任何时候都不能工作在截止区和饱和区。
（2）为了保证三极管工作在放大区，在组
上页 下21页 返回
模拟电子技术基础
3、温度对β的影响：晶体管的电流放大
系数β随温度升高而增大，变化规律是：每 升高1℃，β值增大0.5～1%。
在输出特性曲线上，曲线间的距离随温
度升高而增大。
总之： 温度对UBE、ICBO和 β的影响反
映在管子上的集电极电流 Ic上，它们都是 使 Ic随温度升高而增大，这样造成的后果 将在后面的放大电路的稳上定页及反下馈22页中详细返回
的反向电压，集电结的吸引力加强！使得 从发射区进入基区的电子绝大部分流向集 电极形成Ic。
同时，在相同的UBE值条件下，流向基
极的电流IB减小，即特性曲线右移，
总之，晶体管的输入特性曲线与二极
管的正向特性相似，因为上b、页 e间下是4页正向偏返回
模拟电子技术基础
1.3.4 特性曲线
IB
A
饱和导通后，UBE=UBES= 0.7V，UCE=
UCES≤0.3V，如同闭合的开关。
上页
下26页
返回
模拟电子技术基础
• 条②件：截U止B条E<件UO及N=截0止.5V时，的V特ON点为：硅管发射 结的死区电压。
• 由三极管的输入特性知道，当UBE < 0.5V 时，管子基本上截止的，所以，在数字电 路的分析估算中，常把UBE< 0.5V作为截止 条件。
• 以共发射极接法为例：
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模拟电子技术基础
UBES =0.7
V
UCES 0.3V
上页 下29页 返回
模拟电子技术基础
五、三极管的主要参数
三极管的参数是用来表征管子各方面性能及 其运用范围的指标，可以做为电路设计， 调整和使用时的参考。其主要参数有：
1、电流放大系数：
直流放大系数：
造成击穿的原因： 由于集电结是轻掺杂的，产生的反向击穿主要是雪崩击穿，击穿
电压较大。除此之外，在基区宽度很小的三极管中，还会发生特有 的穿通击穿，即：当UCE增大时，UCB相应增大，导致集电结Jc的阻 挡层宽度增宽，直到集电结与发射结相遇，基区消失，这时发射区 的多子电子将直接受集电结电场的作用，引起集电极电流迅速增大， 呈现类似击穿的现象。
IBE
N
根据放大关系，
ICBO进入N E
区，形成
由于IBE的存 在，必有电流
IBE。
IBE。
上页
下34页
返回
模拟电子技术基础
4、极限参数
（1）集电极最大允许电流ICM： 在Ic的一个很大范围内，β值基本不变，但当Ic超过一定数
值后，β值将明显下降，此值就是ICM。 （2）集电极反向击穿电压U(BR)EBO、U(BR)CBO、U(BR)CEO
IB=0,IC=ICEO 80,AUBE< 死区 60电 截A 压止，区。称为 40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
上页 下10页 返回
模拟电子技术基础
输出特性曲线簇
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模拟电子技术基础
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
即： IC=IB , 且 IC = IB
关条件和它在开关状态下的工作特点。
（重点在结论）
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模拟电子技术基础
• 如右图电路中：
VCC Rc 1k
• 当UI=0时， 晶
Rb
体管截止
Vi
IC Vo
• 当UI=3V时，晶
3v
20k IB
体管饱和导通。 0 0
0
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模拟电子技术基础
① 饱和导通条件及饱和时的特点： 条件：三极管临界饱和时 UCE=UCES , Ic=ICS , IB=IBS
项参数（如β、rbe等）都不是常数，因此在 分析三极管组成的放大电路时，不能简单 地采用线性电路的分析方法。而放大电路 的基本分析方法是图解法上和页微变下2等0页效电返路回
模拟电子技术基础
三、温度对晶体管特性的影响
由于三极管也是由半导体材料构成，和二极管一样，
温度对晶体管的特性有着不容忽视的影响。表现在以下 三个方面：
由上面电路知 ：
I CS
EC UCES RC
EC RC
I BS
LCS
EC
.RC
其中UCES很小 ！
上页 下25页
返回
模拟电子技术基础
在工作中，若三极管的基极电流IB大于临界
饱和时的IBS，则晶体管T导通，即
当:
IB
I BS
EC
时 ，RCT
导通
特点：由输入和输出特性知：对硅管来说，
外加电压的不同，整个曲线可划分为四个
区：
上页 下7页 返回
模拟电子技术基础
二、输出特性
此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区（放大 区）。 2
IC(mA )
1
36
当UCE大于一
定的1数00值时A，IC
只与IB有关，
IC=I8B0。A
60A
40A
20A IB=0 9 12 UCE(V)
上升部分十分密集，几乎重叠在一起，可以 看出：
当 IB 改变时，Ic 基本上不会随之而改变。
晶体管饱和的程度将因IB和Ic的数值不同
而改变，
上页 下16页 返回
模拟电子技术基础
一般规定：
当 UCE=UBE 时的状态为临界饱和（VCB=0） 当 UCE＜UBE 时的状态为过饱和；
饱和时的UCE用UCES表示，三极管深度饱
模拟电子技术基础
• 2、极间反向电流： ICEO = (1+β) ICBO
• 其中: ICBO 指发射极开路时，集电极与基极 间的反向饱和电流;ICEO 又叫ICEO(pt)，指基极 开路时，集电极与发射极间的穿透电流。
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3、特征频率fT fT是反映晶体管中两个PN结电容的影响的
容将起到明显的作用，使β下降，因此， fT是 指使β下降到1时输入信号的频率。
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集-射极反向截止电流ICEO
集电结反 偏有ICBO
B
ICEO= IBE+ICBO
C
ICBO IBE N
P
ICEO受温度影响 很大，当温度上 升时，ICEO增加 很快，所以IC也 相应增加。三极 管的温度特性较 差。
RB
V UBE
IC mA
EC V UCE
EB
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一、输入特性
UCE=0V
80
UCE =0.5V
IB(A)
UCE 1V
60
死区电 压，硅管
40
0.5V，锗 20
管0.2V。
工作压降： 硅管 UBE0.6~0.7V,锗 管UBE0.2~0.3V。
0.4 0.8 UBE(V)
• 特点：三极管截止时，IB ≈ 0 , Ic ≈ 0，如 同断开的开关。
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③ 简化电路模型：
• 前面我们讲到三极管在饱和模式和截止模 式下呈现受控开关特性，那么，它工作在 这两种模式的转换之下就可实现开关电路， 现在我们分别来看一下其饱和模式和截止 模式下的等效电路。
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§1-5-3 晶体三极管的伏安特性曲线
晶体管的伏安特性曲线是描述三极管的各端电流与
两个PN结外加电压之间的关系的一种形式，其特点是能 直观，全面地反映晶体管的电气性能的外部特性。
晶体管的特性曲线一般用实验方法描绘或专用仪器
（如晶体管图示仪）测量得到。
晶体三极管为三端器件，在电路中要构成四端网络，
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
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1、截止区：
晶体管工作在截止模式下，有： UBE<0.7V，UBC<0
所以： IB ≤ 0，IE = IC = 0 结论：
发射结Je反向偏置时，晶体管是截止的。
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2、放大区
晶体管工作在放大模式下 : UBE > 0.7V, UBC < 0，此时特性曲线表现为
近似水平的部分，而且变化均匀，它有两个 特点： ① Ic的大小受IB的控制；ΔIc>>ΔIB； ② 随着UCE的增加，曲线有些上翘。 此时 : ΔIc>>ΔIB，管子在放大区具有很强的 电流放大作用。
（1）UCE = 0时相当于集电极与发射极
短路，此时，IB和UBE的关系就是发射结 和集电结两个正向二极管并联的伏安特 性。
因为此时JE和JC均正偏，IB是发射区和
集电区分别向基区扩散的电上页子电流下2页之和。返回
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输入特性 曲线簇
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（2）UCE≥1V 即：给集电结加上固定
U(BR)EBO：集电极开路时，射一基极间的反向击穿电压，这 是发射结允许的最高反向电压，一般为1V～几伏。
它的每对端子均有两个变量（端口电压和电流），因此 要在平面坐标上表示晶体三极管的伏安特性，就必须采 用两组曲线簇，我们最常采用的是输入特性曲线簇和输 出特性曲线簇。
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模拟电子wenku.baidu.com术基础
一、输入特性曲线
输入特性是指三极管输入回路中，加
在基极和发射极的电压UBE与由它所产生 的基极电流IB之间的关系。
1、温度对UBE的影响：输入特性曲线随温度升高向左
移，这样在IB不变时，UBE将减小。UBE随温度变化的规 律与二极管正向导通电压一样，即：温度每升高1℃， UBE减小2～2.5mV。
2、温度对ICBO的影响：ICBO是集电结的反向饱和电流，
它随温度变化的规律是：温度每升高10℃，ICBO约增大 一倍。
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模拟电子技术基础 二、输出特性曲线
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。
现在我们所见的是共射输出特性曲线
表示以IB为参变量时，Ic和UCE间的关系：
即
Ic= f(UCE)|IB = 常数
实测的输出特性曲线如图所示：根据
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4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
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IC(mA ) 4 3
2
100此A区域中 :
IC IE
,
IC IB
（以上系数在讨论大幅度信号变化或涉及直流量时使用） 上页 下30页 返回
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• 交流放大系数：
IC , IC
I E
I B
• （以上系数在讨论小信号的变化量时使用）
,
• 当 基本不变（或在IE的一个相当大的
范围内）时，有：
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四、三极管的开关工作特性：
（轮流工作在饱和模式和截止模式下）
三极管的开关特性在数字电路中用得
非常广泛，是数电路中最基本的开关元
件，通常不是工作在饱和区就是工作在
截止区，而放大区只是出现在三极管由
饱和区变为截止或由截止变为饱和的过
渡过程中，是瞬间即逝的，
因此对开关管，我们要特别注意其开
和时UCES很小，一般小功率管的UCES＜ 0.3V， 而锗管的UCES＜ 0.1V，比硅管还要小。
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4、击穿区
随着UCE增大，加在JE上的反向偏置电压UCB相应增大。 当UCE增大到一定值时，集电结就会发生反向击穿，造成集电极电
流Ic剧增，这一特性表现在输出特性图上则为击穿区域。
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结论： 在放大区，UBE> 0.7V，UBC< 0，Je正偏，
Jc反偏，Ic随IB变化而变化，但与UCE的大小 基本无关。
ΔIc>>ΔIB，具有很强的电流放大作用！
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3、饱和区：
晶体管工作在饱和模式下：
UBE>0.7V，UBC>0，即：Je、Jc均正偏。 特点：曲线簇靠近纵轴附近，各条曲线的
成放大电路时，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。
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（3）即使三极管工作在放大区，由于其输
入，输出特性并不完全理想（表现为曲线 而非直线），因此放大后的波形仍有一定 程度的非线性失真。
（4）由于三极管是一个非线性元件，其各
三极管的反向击穿主要表现为集电结的雪崩击穿。
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5、晶体管三极管的工作特点如下：
（1）为了在放大模式信号时不产生明显的
失真，三极管应该工作在输入特性的线性 部分，而且始终工作在输出特性的放大区， 任何时候都不能工作在截止区和饱和区。
（2）为了保证三极管工作在放大区，在组
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3、温度对β的影响：晶体管的电流放大
系数β随温度升高而增大，变化规律是：每 升高1℃，β值增大0.5～1%。
在输出特性曲线上，曲线间的距离随温
度升高而增大。
总之： 温度对UBE、ICBO和 β的影响反
映在管子上的集电极电流 Ic上，它们都是 使 Ic随温度升高而增大，这样造成的后果 将在后面的放大电路的稳上定页及反下馈22页中详细返回
的反向电压，集电结的吸引力加强！使得 从发射区进入基区的电子绝大部分流向集 电极形成Ic。
同时，在相同的UBE值条件下，流向基
极的电流IB减小，即特性曲线右移，
总之，晶体管的输入特性曲线与二极
管的正向特性相似，因为上b、页 e间下是4页正向偏返回
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1.3.4 特性曲线
IB
A
饱和导通后，UBE=UBES= 0.7V，UCE=
UCES≤0.3V，如同闭合的开关。
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• 条②件：截U止B条E<件UO及N=截0止.5V时，的V特ON点为：硅管发射 结的死区电压。
• 由三极管的输入特性知道，当UBE < 0.5V 时，管子基本上截止的，所以，在数字电 路的分析估算中，常把UBE< 0.5V作为截止 条件。
• 以共发射极接法为例：
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UBES =0.7
V
UCES 0.3V
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五、三极管的主要参数
三极管的参数是用来表征管子各方面性能及 其运用范围的指标，可以做为电路设计， 调整和使用时的参考。其主要参数有：
1、电流放大系数：
直流放大系数：
造成击穿的原因： 由于集电结是轻掺杂的，产生的反向击穿主要是雪崩击穿，击穿
电压较大。除此之外，在基区宽度很小的三极管中，还会发生特有 的穿通击穿，即：当UCE增大时，UCB相应增大，导致集电结Jc的阻 挡层宽度增宽，直到集电结与发射结相遇，基区消失，这时发射区 的多子电子将直接受集电结电场的作用，引起集电极电流迅速增大， 呈现类似击穿的现象。
IBE
N
根据放大关系，
ICBO进入N E
区，形成
由于IBE的存 在，必有电流
IBE。
IBE。
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4、极限参数
（1）集电极最大允许电流ICM： 在Ic的一个很大范围内，β值基本不变，但当Ic超过一定数
值后，β值将明显下降，此值就是ICM。 （2）集电极反向击穿电压U(BR)EBO、U(BR)CBO、U(BR)CEO
IB=0,IC=ICEO 80,AUBE< 死区 60电 截A 压止，区。称为 40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
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输出特性曲线簇
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输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
即： IC=IB , 且 IC = IB
关条件和它在开关状态下的工作特点。
（重点在结论）
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• 如右图电路中：
VCC Rc 1k
• 当UI=0时， 晶
Rb
体管截止
Vi
IC Vo
• 当UI=3V时，晶
3v
20k IB
体管饱和导通。 0 0
0
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① 饱和导通条件及饱和时的特点： 条件：三极管临界饱和时 UCE=UCES , Ic=ICS , IB=IBS
项参数（如β、rbe等）都不是常数，因此在 分析三极管组成的放大电路时，不能简单 地采用线性电路的分析方法。而放大电路 的基本分析方法是图解法上和页微变下2等0页效电返路回
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三、温度对晶体管特性的影响
由于三极管也是由半导体材料构成，和二极管一样，
温度对晶体管的特性有着不容忽视的影响。表现在以下 三个方面：
由上面电路知 ：
I CS
EC UCES RC
EC RC
I BS
LCS
EC
.RC
其中UCES很小 ！
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在工作中，若三极管的基极电流IB大于临界
饱和时的IBS，则晶体管T导通，即
当:
IB
I BS
EC
时 ，RCT
导通
特点：由输入和输出特性知：对硅管来说，
外加电压的不同，整个曲线可划分为四个
区：
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二、输出特性
此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区（放大 区）。 2
IC(mA )
1
36
当UCE大于一
定的1数00值时A，IC
只与IB有关，
IC=I8B0。A
60A
40A
20A IB=0 9 12 UCE(V)
上升部分十分密集，几乎重叠在一起，可以 看出：
当 IB 改变时，Ic 基本上不会随之而改变。
晶体管饱和的程度将因IB和Ic的数值不同
而改变，
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模拟电子技术基础
一般规定：
当 UCE=UBE 时的状态为临界饱和（VCB=0） 当 UCE＜UBE 时的状态为过饱和；
饱和时的UCE用UCES表示，三极管深度饱
模拟电子技术基础
• 2、极间反向电流： ICEO = (1+β) ICBO
• 其中: ICBO 指发射极开路时，集电极与基极 间的反向饱和电流;ICEO 又叫ICEO(pt)，指基极 开路时，集电极与发射极间的穿透电流。
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3、特征频率fT fT是反映晶体管中两个PN结电容的影响的