晶体管的三个直流特性参数介绍

1、晶体管的分类

晶体管有两种类型，分别称NPN晶体管和PNP晶体管，它们都有两个PN结，基本结构如图1-1所示：

图1-1 晶体管的PN结

图1-1中所示的PN结为二极管，可以认为，晶体管在基极-发射极间和基极-集电极间连接着二极管。

2、晶体管的三个直流特性参数

1、直流增益hfe

三极管如果获得适当的偏置，可以把b极电流IB进行放大，在c极形成一个较大的电流Ic，三极管的直流增益可以表示为：

该参数描述了三极管把电流放大的倍数，假设直流增益hfe为200，基极电流IB为50uA，那么集电极电流Ic为：

可见三级管把50uA放大到了10mA。

有的朋友可能会大胆地说，如果三极管直流增益hfe=200，那为了实现某个电流Ic=2A的需求，干脆就给三极管b极输入10mA的电流行不行？

答案是否定的，这里有两个问题：

第一个问题是任何型号的三极管都有一个最大集电极电流Ic，如图1-2某三极管的极限参数最大集电极电流Ic为200mA，所以如果b极输入过大的电流就有可能烧毁三极管的风险。

图1-2 某三级管的极限参数

第二个问题是三极管的直流增益hfe并不是恒定的，如图1-3某三极管的工作参数表，其中第1行是对直流增益的描述，可以看到在不同的测试条件下，三极管的直流增益是会发生变化的。可见直流增益与集电极电流大小有关，所以单靠提高基极电流来获得理想的集电极电流并不能如愿。

图1-3 某三极管的工作参数表

2、输入基极参数

输入参数就是讲当三极管的基极-发射极正向偏置时，基极-发射极之间就像一个二极管一样出翔正向压降，用Vbe来代表：

这是三极管的一个重要参数，就像二极管具有正向压降一样，如图1-4所示电路，用电源Vbb和Vcc分别给三极管Q1施加偏置电压，假设Vcc固定在10V不变，而Vbb则从0V升高，当三极管Q1的b极电压Vb达到0.7V时，集电极电流Ic开始变大。

图1-4 三极管输入参数研究电路

在Vbe没有达到0.7V以前，基极电流可以小到忽略，但是Vbe达到0.7V以后，即便基极电流继续增大，Vbe几乎都是维持在0.7V，这就是三极管的输入参数Ib-Vbe曲线，如图1-5所示：

3、输出集电极参数

如图1-6所示电路，三极管Q1的集电极作为输出，那么集电极-发射极间电压与集电极电流有啥关系？

图1-5 三极管输出参数研究电路

图1-7是根据电路使用Multisim软件分析设置得出的。

图1-7 Ic-Vce的关系曲线

一开始Vcc为0V，此时三极管Q1的b-e极间和b-c极间都是正向偏置（b极电压比c极、e极都高），并且三极管c极电压Vc、e极电压Ve都为0V。如果Vcc增大，那么Vce也因c极电流Ic的变大而增大，图1-7中AB段反映了这个过程，Vcc继续变大，只要在Vce还没达到0.7V之前，Ic都在随着Vce的增大而增加。在理想的情况下，当Vce超过0.7V之后，三极管be极间变成了反向偏置，三极管“苏醒”而进入线性工作区，或者说三极管初入放大状态，同时，放大器就是利用三极管工作在放大区的特性，图1-8表示的是三极管输出参数曲线。

图1-8 三极管Ic-Vce曲线图



审核编辑：刘清