4.13三极管输入输出特性曲线的测试(new)
常用半导体器件_三极管的输出特性曲线
第四章 常用半导体器件
4.3 双极型三极管
例4.3.1 在放大电路中测得4个三极管的各管脚对“地”电位如图所 示。试判断各三极管的类型（是NPN型还是PNP型，是硅管 还是锗管），并确定e、b、c三个电极。
3V
8V
−3V 2.3V
−5V
0V
−0.8V −1V
3.7V
2V
−0.6V
6V
（a）
0
U(BR)CEO uCE
第四章 常用半导体器件
4.3 双极型三极管
2. 三极管型号的意义 国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
用字母表示同一型号中的不同规格
用数字表示同种器件型号的序号
用字母表示器件的种类
用字母表示材料
三极管 第二位：A 锗PNP管, B 锗NPN管, C 硅PNP管, D 硅NPN管 第三位：X 低频小功率管，D 低频大功率管，
B
ic
C
发射结正偏、集电结反偏，管子放大。
第四章 常用半导体器件
4.3 双极型三极管
−1.4V 硅管
−2.8V −3.5V 1.1V
锗管
1.3V 1V
12V 硅管 2V
发射结正偏、集电结反偏，管子放大。
发射结偏、集电结均正偏，管子饱和。
UBE=2.7V，远大于发射结正偏时的电压， 故管子已损坏。
−0.7V
iC
iB
+
u+−BE
uCE −
当三极管饱和时，UCE 0，C-E iC/mA 饱和区
间如同一个开关的接通。
IB=40μA 4
当三极管截止时，IC 0 ， C-E 3
之间如同一个开关的断开。
用示波器演示三极管输出特性曲线-设计应用
用示波器演示三极管输出特性曲线-设计应用一、系统框图及测量原理三极管输出特性曲线描述的是在基极电流IB不变情况下，UCE与lC之间的关系曲线。
由于示波器是一种电压测量仪器，集电极电流只有转化为电压才能由示波器显示。
CH2通道测量采样电阻上的压降作为示波器的Y轴输入（IC），CHl通道测量集电极电压作为X 轴输入（UCE），示波器工作在X-Y模式可测得三极管的特性曲线。
当基极电流IB为某一恒流时（本设计将实现步进电流源为：25、50、75、100、125、150、175、200uA共八个步进值），在集电极施加同步的锯齿波，即可观测到晶体管的输出特性曲线。
图1为系统框图，主要由同步信号、步进电流源电路、锯齿波电路等组成；图2为用示波器扩展为晶体管特性图示仪的原理示意图。
图1系统框图图2晶体管特性图示仪二、系统电路原理图1.同步信号产生电路图3中的ICl（555）及外围器件组成多谐振荡电路。
设RWl 及R10的等效电阻为R10.则ICl的Q输出端高电平时间为t1=0.7R10×C1（因为此时的充电回路是：+5V→RWl→R10→D1→C1→GND）。
其宽度约为几十微秒，Q 输出端低电平时间为t2=0.7R11×C1≈1mS（因为此时的放电回路是：C1→R11→D2→555的7脚内部三极管→GND）。
该多谐振荡电路作为步进电流源电路和锯齿波电路的同步信号。
图3系统电路原理图2.锯齿波电路的设计图3中的T1、T2、T3、ICl及外围器件组成锯齿波电路。
设RW2及R17的等效电阻为R17,流过T1发射极电流i1=0.7V,R17是一恒电流，当T2截止时，这一恒电流对电容C1充电，使得电容两端的电压线性增加。
通过同步信号产生电路输出同步脉冲控制三极管T2的开关状态，当三极管T2截止时。
恒流源对电容C1充电；当T2导通时，电容C1对三极管T2快速放电；从而产生线性锯齿波。
为了提高电路的带载能力。
三极管的特性曲线实验
实验目的•测试三极管的输入和输出特性并绘制特性曲线小灯泡的伏安特性测试电路图集电极基极b发射极思考探究...1.R1和R2有什么作用2.电流表电压表如何选取？uAv mA实验电路图Kmv实验器材1.万用表2.直流稳压电源 6.直流微安表7.直流毫安表5.直流毫伏表 3.滑动变阻器4.电阻箱v BE i B o 实验方法：控制变量法，描点法v CEi c o 以输出口电压v CE 为参变量，反映i B 和v BE 的函数关系()|CE B BE v Ci f v ==以输入口电压v BE 为参变量，反映i C 和v CE 的函数关系()B C CE Ii f v ==常数实验总结v BEi Bv ON v BE I I B2V CE =0V V CE =3V V CE =1V 1.共射输入特性曲线门坎电压当Vbe 一定时，随着Vce 的增大，Ib 减小2. 输出特性I B 20μA 40μA 60μA 80μA 100μA I C (mA )U CE (V)9O 放大区解惑：晶体管放大的过程，实际上是指小信号控制大信号的过程。
而不是小信号独自生成大信号的过程。
所被控制放大信号的能量是由电源提供的。
而且晶体管本身也有能量的损耗。
（1）三极管具有电流放大能力，通过一定的电路还可形成电压放大能力。
换言之，三极管具有功率放大能力，这是否违背能量守恒定律？为什么？（2）测量输出特性的实验中，为什么当Uce接近零时，ib会有明显变化？（3）麦克风，音响，那么他们的放大功能对应输出曲线上的哪一区域？？？。
三极管的特性曲线
20/131
3.1.3 三极管的特性曲线
三极管的特性 指管子各电极的电压与电流的关系曲线。
共发射极接法三极管的特性曲线
Ib是输入电流，Ube是输入电压，加在B、E两电极之间。 Ic是输出电流，Uce是输出电压，从C、E两电极取出。
Ic
输入特性曲线:Ib=f (Ube) Uce=C
输出特性曲线:Ic=f (Uce) Ib=C
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
③ ①②
载流子，且基区复合减少， 特性曲
线将向右稍微移动一些, IC / IB 增 大。但UCE再增加时，曲线右移很不 明显。通常只画一条。
输入特性曲线分三个区 ① 死区
IB Rb
+ Ui-
IC
Uo
IE
Rc
EB EC
② 非线性区 ③ 线性区
发射极正偏 时： NPN Si管: Ube= 0.6~0.7V PNP Ge管: Ube= 0.2~0.3V
+ U-i
Rb Ib c
be
Ie
Uo Rc
说明：符号Ube表示矢量信号。
EB
EC
21/13•1 三极管输入特性曲线 IB=f(UBE) U CE=常数
1. UCE=0V时，发射极与集电极短路，
发射结与集Байду номын сангаас结均正偏，实际上
是 两个二极管并联的正向特性曲线
。 2. 当UCE ≥1V时,UCB= UCE - UBE >0， 集电结已进入反偏状态，开始收集
特点：发射结反偏，集电结反偏。 IB=0 曲线的下方的区域 当IB=0 时，IC=ICEO NPN管，UBE< 0.7V(硅管）时管 子就处于截止态。
三极管输入特性曲线rbeΔVbe...
图 2-11 三极管输出特性曲线
β=△ic/△ib=(2.0905mA-1.8802mA)/1μA=210.3 4.测电压增益、输入输出电阻 ①测量电压增益 在输入输出端分别接电压表，测电压增益，电路如下图 2-12。
图 2-12 测电压增益实验图
电压增益测量值 AV=Uo/Ui=0.104V/0.707mV=147.10 电压增益理论值 Av=-(β(Rc//RL//rce))/rbe= 145.44 E=(147.10-145.44)/ 145.44=0.16% ②测量输入电阻
实验二 差动放大电路的设计与仿真
一、实验目的
1.掌握对电压放大倍数有要求的带恒流源的差动放大电路的设计方法； 2.掌握带恒流源的差动放大电路 AVD、AVD1、AVC、AVC1 的测试方法
二、实验要求
1.设计一个带恒流源的差动放大电路，要求空载时的 AVD 大于 20； 2.给电路输入直流小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的 AVD、AVD1、 AVC、AVC1 值。
图 2-4 单端共模增益测量图
实验值：AVC1=Voc1/Vic1=-88.63μV/10mV=-0.008863
四、实验小结
根据实验结果，差模输入时电压放大倍数较大，而共模输入时电压放大倍数极小。 因此带恒流源的差动放大电路对共模输入信号有很强的抑制能力，可用于消除噪音； 而对差模输入信号，具有很好放大作用。
调节原理图中 R6 至 3%，用示波器测得正常放大时输出波形如下图 2-5。
图 2-5 电路正常放大时的输出波形图
2.电路正常放大时的静态工作点
运用直流工作点分析，得正常放大时的静态工作点，如图 2-6。
图 2-6 电路正常放大时的静态工作点
三极管输出特性曲线测试
三极管输出特性曲线测试1、实验目的(1) 理解三极管输入特性曲线与输出特性曲线的物理意义。
(2) 使用逐点法测量出三极管的输入特性曲线与输出特性曲线。
2、实验原理三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。
它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。
对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。
应用最广泛的是共发射极电路，可以采用传统的逐点法测量，其基本测试连线电路如图-1所示。
图-1 三极管输入、输出特性曲线测量连线图(1)输入特性曲线在三极管共射极连接的情况下，当集电极与发射极之间的电压ce U 维持固定值时，be U 和b I 之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图-2所示。
图-2 三极管的输入特性曲线三极管输出特性曲线是指以三极管的基极电流b I 维持固定值时，测量集电极、发射极之间电压ce U 与三极管集电极电流c I 的关系曲线。
曲线如图-3所示。
图-3 三极管的输出特性曲线3、实验步骤图-4 逐点测量法电路利用Multisim 软件进行逐点法测量三极管输入、输出特性曲线时的步骤如下：(1) 按原理图连线，将两个可调电位器的增量设为0.3%。
(2) 开启仿真开关simulate ，将电位器R3的百分比调为0%，此时U4显示0.900µV （按实际情况略有差异），即表示ce U ≈0；然后调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为下表对应各值的时候，测量对应的U3的be U 数值填入下表。
按上述步骤，开启仿真开关simulate ，适当调节电位器R3的，使得U4显示4V ，即表示ce U ≈4V ；然后调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为下表对应各值的时候，测量对应的U3的be U 数值填入下表。
(3) 开启仿真开关，调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为0µA ，然后将电位器R3的百分比调为0%，此时U4显示0.900µV ，即表示ce U ≈0，读出此时电流表U2显示的电流c I ，填入下表。
实训二晶体三极管的输入输出特性测试
VBE I B
VCE C
iB
设置功耗电阻为250Ω～1k Ω
ΔIB
o
v ΔVBE
VON
BE
四、实验报告要求
1.写出所测参数的定义及其物理意义。 2.用坐标纸定量描绘特性曲线，正确标明相应
坐标。
五、实验器材
序号
名称
数量
备注
1 模拟电子电路实验系统 1
SIPIVT-AⅡ
2 直流稳压电源
1
HY3003D-3A
1.共射输入特性曲线
以输出口电压vCE为参变量，反映iB和vBE的函数关
系。
iB f (vBE ) |vCE C
工程上近似为一
iB
条输入特性曲线
IB1
VCE=1V
IB2
VCE=10V
o
v v ON BE
vBE
Hale Waihona Puke 2.共射输出特性曲线以输入口电流iB为参变量，反映输出口iC与vCE的函 数关系曲线。
（2）在曲线上标出饱和区、截止区和放大区。
（3）测量反向击穿电压 BVCEO（基极开路，功耗电阻取5 kΩ）
（4）测量 IC
、 IC
。
I B VCE 5V
IB VCE 5V
设VCE =5V，适当选择和记录IBQ
ebc
1008：NPN型
IC
I B VCE 5V
IC
iC f (vCE ) IB 常数
iC
iB5 iB4
iB3
iB2 iB1
O
uCE
3.三极管输出特性测试电路
iB0iB1iB2iB3
半 导 体 特 性 图 示 仪
晶体三极管的输入输出特性曲线
晶体三极管的输入、输出特性曲线三极管的特性曲线是指三极管各极上的电压和电流之间的关系曲线，是三极管内部性能的外部表现。
从使用三极管的角度来说，了解它的特性曲线是重要的。
由于三极管有两个PN结，因此它的特性曲线不像二极管那样简单。
最常用的有输入特性和输出特性曲线两种，在实际应用中，通常利用晶体管特性图示仪直接观察，也可用图1的电路开展测试逐点描绘。
（一）输入特性曲线输入特性是指，当三极管的集电极与发射极之间电压UCE保持为某一固定值时，加在三极管基极与发射极之间的电压UBE与基极电流IB之间的关系。
以3DG130C为例，按图1实验电路测试。
当UCE分别固定在O和1伏两种情况下，调整RPl测得的IB和UBE的值，列于表1。
它的输入特性曲线，如图2所示。
为了说明输入特性，图中画出两种曲线，表示UCE不同的两种情况。
但两条线不会同时存在。
图1晶体三极管输入、输出特性实验电路图2晶体三极管输入特性曲线表1三极管输入特性数据1.当UCE = O伏时，也就是将三极管的集电极与发射极短接，如图3所示，相当于正向接法的两个并联二极管。
图2中曲线A的形状跟二极管的正向伏安特性曲线非常相似，IB和UBE 也是非线性关系。
2.当UCE=I伏时，集电结反偏，产生集电极电流IC, 在一样的UBE条件下，基极电流IB就要减小。
（图2中a点降到b 点），因此曲线B相对曲线A右移一段距离。
可见，UCE 对IB有一定影响。
当UCE>1伏以后，IB与UCE几乎无关，其特性曲线和UCE = I优那条曲线非常接近，通常按UCE = I 伏的输出特性曲线分析。
图3 UCE=O时的等效电路图4 3AX52B的输入特性曲线图4是3AX52B错三极管的输入特性，注意横坐标是一UBE,这是指PNP型错管的基极电位低于发射极电位。
可见，错管和硅管它们的输入特性曲线都是非线性的，都有“死区”, 错管和硅管相比，错管在较小的UBE值下，就可使发射结正偏导通。
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图示仪面板主要包括
测试台部分
Y轴作用部分 X轴作用部分
集电极扫描信号部分 阶梯信号部分
晶体管输出特性的动态测量
Y轴 轴
半 导 体 特 性 图 示 仪 操 作 面 板
X轴 轴 阶梯电 源 测试台
集电 极电 源
β
三、实验内容
1．晶体管输出特性的测量 ．
（1）调节图示仪有关控制旋钮，测绘输出特性曲线。 ）调节图示仪有关控制旋钮，测绘输出特性曲线。 （2）在曲线上标出饱和区、截止区和放大区。 ）在曲线上标出饱和区、截止区和放大区。 基极开路，功耗电阻取5 （3）测量反向击穿电压 BVCEO（基极开路，功耗电阻取 k ） ） （4）测量 ）
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国 家 级 实 验 教 学 示 范 中 心
预习下次内容： 预习下次内容：
实验4.11 RC带通滤波器的设计与测试 实验 带通滤波器的设计与测试
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IC β= IB
、
VCE = 5V
∆I C β= ∆I B
。
VCE = 5V
设VCE =5V，适当选择和记录 BQ ，适当选择和记录I
ebc
1008：NPN型 ： 型
IC β= IB
∆I C β= ∆I B
iC
VCE = 5V
△ IC
I B = 10µ A I B = 8µ A
I B = 4µ A
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二、实验原理
1. 共射输入特性曲线 以输出口电压v 为参变量，反映 以输出口电压 CE为参变量，反映iB和vBE的函 数关系。 数关系。 i = f (v ) |
B BE vCE = C
iB
IB1 IB2
VCE=1V VCE=10V
现代电子技术实验
4.13 三极管输入、输出特性曲线的测试 三极管输入、
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现代电子技术实验
一.实验目的
1. 进一步熟悉晶体管图示仪的面板旋钮 2.掌握晶体管输入输出特性的图测方法。 掌握晶体管输入输出特性的图测方法。 掌握晶体管输入输出特性的图测方法 3.掌握用晶体管特性曲线求参数的方法。 掌握用晶体管特性曲线求参数的方法 掌握用晶体管特性曲线求参数的方 = 5V
VCE =5V
vCE
β
2．晶体管输入特性的测量 ．
（1）正确设置图示仪有关控制旋钮，测绘晶体管输入特性曲线。 ）正确设置图示仪有关控制旋钮，测绘晶体管输入特性曲线。 （2）求出导通电压 on。 ）求出导通电压V （3）根据曲线求线性变化区的输入电阻 ： ）
∆ V BE rbe = ∆I B
设置功耗电阻为250 ～1k 设置功耗电阻为
VCE = C
iB
∆IB ∆VBE
o
VON
vBE
四、实验报告要求
1.写出所测参数的定义及其物理意义。 写出所测参数的定义及其物理意义。 写出所测参数的定义及其物理意义 2.用坐标纸定量描绘特性曲线，正确标明相应坐标。 用坐标纸定量描绘特性曲线，正确标明相应坐标。 用坐标纸定量描绘特性曲线
o
vON vBE
vBE
2. 共射输出特性曲线 以输入口电流i 为参变量，反映输出口i 以输入口电流iB为参变量，反映输出口 C与 vCE的函数关系曲线。 的函数关系曲线。
iC = f ( v C E )
IB =常 数
iC iB5 iB4 iB3 iB2 iB1 O vCE
3. 三极管输出特性测试电路