2.4晶体管伏安特性曲线

2.4 晶体管伏安特性曲线

各极电压与电流之间的关系-------外部特性

各极电压：V BE 、V CB 、V CE ，由于V BE + V CB = V CE ，所以两个是独立的。 各极电流：I E 、I B 、I C 。由于I B + I C = I E ，所以两个是独立的。

一、 共E 输入特性曲线

共E ： 输入：I B 、V BE 。

输出：I C 、V CE 。

共E 输入特性曲线：当V CE 维持不同的定值，输入电流I B 随输入电压V BE 变化的特性

1()

CE B E BE V I f V =定值

V BE 是自变量 I B 是因变量 V CE 是参变量 测试原理图：

是一族曲线，每根都类似二极管的伏安特性曲线。

特点：

（1） 当V CE = 0时，两PN 结并联，I B 较大 （2） 当V CE 从0→0.3V 时，曲线右移。

（3） 当V CE >0.3V 后，曲线基本重合（V CE 的

影响很小），

不完全重合的原因：基区宽度调制效应。 当V CE ↑，集电结空间电荷区宽度↑，基区宽度↓，复合几率↓，I B ↓。

实际影响很小，所以一般只画一根。

（4） 存在发射结正向导通电压V BE(on) ,类似二极管正向导通电压V D(on) 。 即发射结正向导通时，不管I B 多大，V BE = V BE(on) 基本不变（分析外电路时）。

()

0.60.7:(0.60.7)BE on V N PN

Si V V PN P ⎧=⎨-⎩

例：如右上图求I B 。

等效电路如右下图

()

B B B E on B B

V V I R -=

（5） 反向特性 V BE <0 (NPN)

发射结反偏，集电结反偏

反向电流 I B =－（I EBO + I CBO ） 很小 I EBO ：发射结反向饱和电流

I C

I C I V V V V

V BE

CE CE

CE B

=0=0.3V

=10V

(BR)BEO

C

BB

CC

R V V I B

B

BB

BE(o n)

R V V

CE

BE

/V

饱和10V

（6） 击穿特性

当反向电压大到V （BR ）BEO 时，反向电流↑↑ 二、共E 输出特性曲线（P59）

当I B 维持不同的定值，输出电流I C 随输出电压V CE 变化的特性

2()

C E CE I f V =B I 定值

分四个区：放大区、饱和区、截止区、击穿区

1、 放大区：发射结正偏，集电结反偏

0,0BE CB V V >>

()C B C E BE C E BE BE on V V V V V V =-∴>=

特点：

（1） 满足C B CEO B I I I I ββ=+≈，

I B 对I C 有正向控制作用

（2） 当I B 是等间隔时，曲线是平行等距的。 定义：C B

I I β∆=

∆ ，共E 交流电流传输系数（放大倍数）

则β为常数，和I C 基本无关。一般ββ≈，以后就不区分β和β。

例上图中在2C I m A =，10C E V V =附近，

32500.060.04

C B

I I β∆-=

=

=∆-，2500.04

C B

I I β=

=

=

（3） 0E I =为放大区的下边界，这时B C BO I I =-，C C BO I I =，即在B C BO I I =-以上区域

为放大区。实际上为方便起见， 一般以0B I =为放大区的下边界。

（4） 曲线与横轴基本平行，即当C E V 变时，C I 基本不变。

不完全平行（C E V ↑时C I ↑）的原因：基区宽度调制效应。当V CE ↑，集电结空间电荷区宽度↑，基区宽度↓，基区中非平衡少子的分布梯度↑，C I ↑

（5） 各特性曲线的负向延长线交C E V 轴上同一点A ，相应的电压A V ：厄尔利电压

CEO I CBO

I 0,E C EO I I ==0,B C BO

I I ==-

I C

如定义B C E ce I C

V r I =∆=

∆常数

则A ce C Q

V r I ≈,C Q I 为静态时的C I

（6） 在大范围内，当C I 很大或很小时，曲线较密，β↓ 2、 饱和区

发射结正偏，集电结正偏

0,0

BE CB V V ><，即()

C E BE BE on V V V <=

特点：

（1）不满足直流电流传输关系，C B I I β≠， I B 对I C 无正向控制作用，I B 变化时I C 基本不变。 （2）I C 随V CE 的变化大。

（3）饱和时的V CE 称饱和压降V CE （sat ）。

V CE （sat ）≈0.3V ，很小，类似开关闭合

（4）从放大到饱和的过程

如三极管开始是工作在放大区，应如何调节W 会让三极管进入饱和区？

要让三极管从放大区进入饱和区，必须C E V ↓，由于

C E C C C C V V I R =-⋅，C I ∴↑，C B I I β= ，B I ∴↑，()

B B B E on B B

V V I W R -=

+ ，W ∴↓

3、 截止区

发射结反偏，集电结反偏。 0B I =（严格上0E I =）以下区域 特点：

（1） 不满足直流电流传输关系 （2） 0E C I I ≈≈，类似开关断开 4、 击穿区

当()C E BR C EO V V >时，C I ↑↑ 特点：

（1） 主要是雪崩击穿

（2） 不满足直流电流传输关系 （3） B I 较小时，击穿电压较大。 （4） 穿通击穿

C E V ↑，基区宽度↓，集电结和发射结重叠，集电结电场作用到发射结，使E I 和C I ↑↑。

C

I V

V

CC

L

(BR)CEO

CE

V