54.什么是三极管的特性曲线?
三极管的特性曲线是指三极管的各电极电压与电流之间的关系曲线,它反映出三极管的特性,既可以利用专用的图示仪进行显示,也可以通过实验测量得到。以NPN型硅三极管为例,其常用的特性曲线有以下两种。
(1)输入特性曲线。
它是指一定集电极和发射极电压UCE下,三极管的基极电流IB与发射结电压 UBE之间的关系曲线。实验测得三极管的输入特性曲线如图83所示。由于基极与发射极之间的发射结相当于一个二极管,所以输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似。只有当 UBE大于死区电压时,三极管才出现基极电流。这个死区电压的大小与三极管的材料有关,硅管约0.5V,锗管约0.2V,这是检查三极管或电路是否正常的重要依据。
图83 三极管的输入特性曲线
(2)输出特性曲线。
输出特性曲线是指一定基极电流IB下,三极管的集电极电流IC与集电结电压 UCE之间的关系曲线。实验测得三极管的输出特性曲线如图84所示。
图84 三极管的输出特性曲线
一般将三极管的输出特性分为三个工作区域,下面分别介绍。
1截止区。
是指IB=0以下的区域,即VBE在死区电压内,故发射结为反向偏置。三极管工作在截止状态时,具有以下几个特点。
● 发射结和集电结均反向偏置。
● 若不计穿透电流ICEO,则有IB、IC近似为0。
● 三极管的集电极和发射极之间电阻很大,三极管相当于一个开关断开。
2放大区。
在图84中,输出特性曲线近似平坦的区域称为放大区。三极管工作在放大状态时,具有以下特点。
● 三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置。
● 基极电流IB微小的变化会引起集电极电流IC较大的变化,电流关系式为:IC =βIB。
● 对于NPN管子电位应VC>VB>VE;对于PNP三极管电位应
VE>VB>VC。
3饱和区。
三极管工作在饱和状态时具有如下特点。
● 三极管的发射结和集电结均正向偏置。
● 三极管的电流放大能力下降,通常有IC <βIB。
● UCE的值很小,此时的电压UCE称为三极管的饱和压降,用UCES表示。通常,硅三极管的UCES约为0.3V,锗三极管的UCES约为0.1V。
● 三极管的集电极和发射极近似短接,三极管类似于一个开关导通。
三极管作为开关使用时,通常工作在截止和饱和导通状态;作为放大元器件使用时,通常工作在放大状态。