半导体三极管的特性曲线

半导体三极管的特性曲线

在设计半导体三极管电路时，往往需要了解半导体三极管各极电流与电压之间的关系。半导体三极管的特性曲线就是用来描述这种关系的曲线。

下面仍以常见的NPN 三极管共发射极电路来说明半导体三极管的输入特性曲线和输出特性曲线。测绘半导体三极管特性曲线的电路如图15-4 所示。图中的电源EC用来供给发射结正向偏庄，而电源EC则用来供给集电结反向偏压。EB和EC都是可以调整的，以便可以得到从零到所需值的不同电压。

1.输入特性曲线
当半导体三极管的集电极与发射极之间的电压VCE为某一固定值时，基极电压VBE与基极电流IB间的关系曲线称为半导体三极管的特性曲线，即

如果将VCE 固定在不同电压值条件下.然后在调节EB的同时测量不同IB值对应的UBE值，便可绘出半导体三极管的输入特性曲线。图15-5 所示为3DG4管子的输入特性曲线。

从输入特性曲线上可以看出，UCE越大，曲线越往右移，而实际上，当UCE > 1V 后，输入特性曲线彼此靠得很近，因此一般只作一条UCE > I V 的输入特性曲线，就可以代替不同UCE 的输入特性曲线。

2. 输出特性曲线
当半导体三极管的基极电流IB为某一固定值时，集电极电压UCE 与集电极电流IC之间的关系曲线，称为半导体三极管的输出特性曲线，即

对应IB取不同定值时，改变UCE 并测量对应的IC， 则可得到半导体三极管的输出特性曲线组。图15-6 所示为3DG4管子的输出特性曲线。

通常把输出特性曲线分为三个区域，即放大区、饱和区及截止区。
(1)放大区
在IB=0 的那条特性曲线上，各条特性曲线起始的陡斜部分右侧的区域为放大区。只有在放大区， IB的微小变化才会引起IC有很大的变化。同时IC的变化基本上与UCE无关，它只受lB的控制。可见，半导体三极管只有工作在这个区域才具有电流放大作用。

(2) 饱和区
图15-6 左边的阴影区所示的区域为饱和区。管子产生饱和区的原因是:在集电极回路中，电源EC固定，通常总接人负载RL。 当IC增大时， UCE = EC - ICRL 必然下降。当UCE下降到UBE 以下时， IB再增大， IC基本上不再发生变化， IC达到饱和程度，此时半导体三极管失去电流放大能力。三极管处于饱和状态时，集电极与发射极之间的电压UCE很小，此时的电压称为三极管的饱和压降，以UCES表示。小功率硅三极管的UCES 为0.3 - 1V; 小功率锗三极管为0.2-0.3V; 大功率三极管为1- 3V 。三极管处于饱和工作状态时，虽然失去了放大作用，但由于集电极和发射极之间相当于短接，因而三极管在电路开关中起到"通"的作用。

(3)截止区
图15-6 中IB=0的那条输出特性曲线以下的部分称为截止区。处于截止状态的三极管，由于发射结和集电结均反向偏置，相当于集电极与发射极之间断路，它也失去了放大作用，所以此时的三极管可以起电路开关中的"关"作用

从上述三个工作区可见.放大电路中的三极管大都工作在放大区。如果将三极管交替应用在截止区和饱和区，它就可以起到电子开关的作用，这在脉冲单元电路中将得到广泛的应用。