输出特性曲线
晶体管的输出特性曲线分为三个工作区
0.75
0.75
20
IC
Q2
0M
0
0
t
3
6
9
u / 12 CE V
电压放大倍数 0
3
6
9
uCE /V
Au =
Uom Uim =
Uo Ui t
UCE
uce (uo)
25
2. 用图解法分析非线性失真
iC / mA
iC / mA (1)静态工作点偏高引起饱和失真
ic正半周变平3
Q1
80 A
Q
IB = 60 A
0
t1 t2
t
0 0
Q2
uBE / V
t1
u uBE / V be
t2
t
27
(b)工作点偏低引起 ic 、 uce (uo)失真
iC = iB
iC / mA
80
iC / mA
3
2.25
2.25
60
1.5
1. 5
0.75
0.75
ic
0.25
0.25
0
t0
uo波形 0
t
3
6
截止失真
40
Q1
20
Q IB = 5 µA
60
2
40
1
20µA
IB=0 UCE/V
0 3 69
第10章 交流放大电路
10.1 基本放大电路的组成 10.2 放大电路的静态分析 10.3 放大电路的动态分析 10.4 静态工作点的稳定 10.5 射极输出器 10.6 差动放大器 10.7 功率放大电路
放大的概念(放大的对象是变化量) 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
晶体管的输入输出特性曲线详解
晶体管的输入输出特性曲线详解届别系别专业班级姓名指导老师二零一二年十月晶体管的输入输出特性曲线详解学生姓名：指导老师：摘要：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP 型晶体管。
依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。
晶体管的性能可以有三个电极之间的电压和电流关系来反映，通常称为伏安特性。
生产厂家还给出了各种管子型号的参数也能表示晶体管的性能。
利用晶体管制成的放大电路的可以是把微弱的信号放大到负载所需的数值晶体管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。
晶体管是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。
由于其响应速度快，准确性，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。
晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。
关键字：晶体管、输入输出曲线、放大电路的静态分析和动态分析。
【Keywords】The transistor, the input/output curve, amplifying circuit static analysis and dynamic analysis.一、晶体管的基本结构晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图1-1(a)、(b)所示。
从三个区引出相应的电极，发射极，基极，集电极，各用“E”（或“e”）、“B”(或“b”)、“C”(或“c”)表示。
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。
JFET的特性曲线及参数
知识点： JFET的特性曲线及参数
JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性 iD f (vDS ) vGS const.
JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性 iD f (vDS ) vGS const. VP是一定值
JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性 iD f (vDS ) vGS const.
可变电阻区： VP <vGS ≤0 vDS≤ vGS-VP
iD Kn [2(vGS VP ) vDS vD2 S ]
JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性 iD f (vDS ) vGS const.
饱和区：
VP <vGS ≤0 vDS>vGS-VP
iD Kn (vGS VP )2
IDSS (1
vGS VP
)2
JFET的特性曲线及参数
2. 转移特性 iD f (vGS ) vDS const.
iD
IDSS (1
vGS )2 VP
(VP < vGS 0)
JFET的特性曲线及参数
3. 主要参数 与耗尽型MOSFET相似
模拟电子技术
知识点： JFET的特性曲线及参数
截止区： vGS <VP iD=0
JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性 iD f (vDS ) vGS const.
预夹断点： vDS=vGS-VP
可变电阻区： vDS≤ vGS-VP
饱和区： vDS>vGS-VP
JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性 iD f (vDS ) vGS const.
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。
第四章输入输出特性曲线分析
图c
详细解析输入特性曲线和输出特性曲线的机理：
图d
图d为输出特性曲线 iC=f(vCE) iB= 常数 放大区，不同的iB对应不同的iC， iC=βiB，以某个iB 为例。 ① VCE很小（为0）时，JC无反偏，也就没有iC； ② VCE开始逐渐增加，此时基区堆积已经有固定数 量的电子，所以随着Jc开始反偏， iC也开始增加； ③ VCE继续增加，同样因为iB是固定的，堆积的电子数 也是固定的，因此，当VCE增加到一定数值后，原 来堆积的电子（注意是单位时间内堆积的）就已全 部被拉到C区了，此时即使再增加电压VCE也不会使 iC增加了； ④ 而对于不同的iB（其实也就是不同的VBE），当VCE 很小（为0）时堆积在B区的电子数是不一样的， iB 越大堆得越多，也就需要更大的VCE才能将堆积的 电子全部拉走，即这时VCE增加 iC也继续增加，然 后才会在某一电压下转折； ⑤ 放大区，曲线的间距相等是因为满足： iC=βiB
详细解析输入特性曲线和输出特性曲线的机理：
图d为输出特性曲线 ① 截止区讨论： 若iB很小（其实也就是对应的VBE很小），即基区没 有从发射区来的多余电子，则VCE再大也只是本身 的少子漂移， 形成的iC电流很小很小（几乎为0）， 称为截止区； ② 饱和区讨论：（VCE很小的那个区域） 由于有一定的VBE，所以大量电子积压在基区，而且 VBE不同积压的数量也不同，但即使将VBE（ iB）增 加很多，但由于此时没有VCE，即JC没有收集电子到 集电区的能力，所以iC几乎不增加。这种情况当VCE 很小的时候也是这样。因此叫饱和区（再怎么增加iB iC也几乎不增加，就像一个小水杯倒满了水，再倒里 面的水也不会再增加的现象一样，即“饱和”）； 所以： 电子能否通过Jc取决于VCE， 而当VCE足够大后， iC的大小就要取决于 iB了
三极管的特性曲线
三极管的特性曲线
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，其基本测试电路如图Z0118所示，共发射极特性曲线可以用描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。
一、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UBE 维持不同的定值时，
UBE和IB之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图Z0119所示。
输入特性曲线的数学表达式为：
IB＝f（UBE）| UBE = 常数 GS0120
由图Z0119 可以看出这簇曲线，有下面几个特点：。
三极管输出特性曲线
三极管输出特性曲线
输出特性曲线是指当基极电流IB 为常数时，输出电路(集电极电路)中集电极电流IC 与集—射极电压UCE 之间的关系曲线IC = f (UCE)。
在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管的输出特性曲线是一组曲线。
晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲组分为三个工作区
(1) 放大区
输出特性曲线的近于水平部分是放大区。
放大区也称为线性区，由于IC和IB成正比的关系。
对NPN型管而言，应使UBE0，UBC0，此时，UCEUBE。
(2) 截止区
IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。
IB = 0 时, IC = ICEO(很小)。
对NPN 型硅管，当UBE 0.5 V 时，即已开头截止，但为了使晶体管牢靠截止，常使UBE 0，截止时集电结也处于反向偏置(UBC 0)。
(3) 饱和区
当UCE UBE 时，集电结处于正向偏置(UBC 0)，晶体管工作于饱和状态。
在饱和区，IC 和IB 不成正比。
当晶体管饱和时，UCE ≈ 0，放射极与集电极之间犹如一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，IC ≈ 0 ，放射极与集电极之间
犹如一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。
输出特性曲线
• 集电结反偏电压的变化引起基区宽度变化，从 而影响各极电流的现象称为基区宽度调制效应
2.2 BJT静态特性曲线-在伏安平面上作出的反映 晶体管各极直流电流与电压关系的曲线。只适用 于直流、低频场合
微安表的读数为6μA，试求该管的 和 。
图2-3 例2-1电路图
解：直流电压 VCC 极 VBB 的方向和大小表明该管处于
放大偏置。断开E点时微安表读数是集电结反向饱和
电流 ICBO ，断开B点时微安表读数是穿透电流ICEO ，
即 ICBO 6 A ICEO (1 )ICBO 240 A
1
VBE
e VT
VBE
I BSe VT
VBE
VBE
IC IE IESe VT ICSe VT
2.集电结反向电压VCB对各极电流的影响
• vBE一定时，发射区向基区注入的电子
一定，基区E结附近少子浓度一定。 • vCB增加时，集电结变宽，基区变窄。基区少子浓 度分布曲线变为虚线所示；曲线下的面积代表少子 数量，意味着少子数量减少。
1、发射结正向电压VBE对各极电流的控制作用
发射极电流IE与发射结正偏电压VBE 之间满 足正偏时PN结的伏安关系
iE
I evBE /VT ES
IE、IB和IC 之间基本为比例关系，因此发射
结正偏电压VBE 不仅与电流IE，也与电流IB、
IC 之间维持指数型非线性关系。
IB
IE
1
IES
iBN iB ICBO
iC iB (1 )ICBO iB ICEO
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集电区： 面积较大
B 基极
C 集电极
N P N
E 发射极
基区：较薄， 掺杂浓度低
发射区：掺 杂浓度较高
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图2-2 几种常见三极管的外形图
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2.1 半导体三极管
2.1.2 三极管的基本工作原理
c
晶体管在电路中工作 时，为了正常地发挥其电 流放大作用，必须给它的
c区 N
IC mA
RC USC V UCE
USB
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2.1 半导体三极管
2.1.2 三极管的基本工作原理
通常晶体管在放大电路中的连接方式有三种,如图所示，它 们分别称为共基极接法、共发射极接法和共集电极接法。
(a)共基极；
(b)共射极；
(c)共集电极
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2.1 半导体三极管
。4
3
当UCE大于一定的数值时， IC只与IB有关，IC=IB , 且 IC = 100IBA。此区 域称为线性放大区。
80A
2
此区域中 : IB=0 , IC=ICEO1, UBE< 死区电 压,，称为截止 区。
60A
40A
20A
IB=0
3
6 9 12 UCE(V)
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2.1.2 三极管的基本工作原理
半导体三极管具有的电流 放大功能，完全取决于三极管 内部结构的特殊性及其内部载 流子的运动规律。图示是共发 射极放大电路。
R b1 Cb1
+
u-i
+ VCC
Rc
Cb2
.
T
+
uo
RL -
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2.1 半导体三极管
2.1.3半导体三极管的特性曲线
1.输入特性
2
IC0A 60A 40A
在不同的IB下，可得 1 出不同的曲线．所以二极 管的输出特性曲线是一组 曲线，
20A IB=0 3 6 9 12 UCE(V)
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2.1 半导体三极管
通常把晶体管的输出特性曲线分为放大区、截止区和饱 和区3个工作区，如图2-4所示。
源极
场效应管可分为N沟道结型场效应管和P
沟道结型场效应管。
动画 结型场效应管的结构
(a) N沟道
(b) P沟道
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2.2 场效应晶体管
2、结型场效应管的工作原理
N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只 是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已(如同三极管的 NPN和PNP)。下面以N沟道结型场效应管为例来分析其工作 原理。
3. 集电极最大允许电流ICM
当集电极电流超过一定值时，三极管的值β就要下降， ICM就是表示当β值下降到正常值的2／3时的集电极电流。
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2.1 半导体三极管
4. 集电极最大允许耗散功率PCM
PCM IC· UCE
可在三极管的输出特性曲线上作出PCM曲线，它是一条 双曲线。
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动画 结型场效应管的工作原理
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2.2 场效应晶体管
结型场效应管的漏极电流iD受UGS和UDS的双重控制。这 种电压的控制作用，是场效应管具有放大作用的基础。在D、 S极间加上电压UDS，则源极和漏极之间形成电流iD，通过改 变栅极和源极的反向电压UGS，就可以改变两个PN结阻挡层 (耗尽层)的宽度，这样就改变了沟道电阻，因此就改变了 漏极电流iD。
2.1 半导体三极管
2.1.1 三极管的基本结构与类型
三极管有三个区，分别叫做发射区、基区和集电区。 引出的三个电极相应叫做发射极、基极和集电极，分别记 为e、b、c。两个PN结分别叫发射结(发射区与基区交界处 的PN结)和集电结(集电区与基区交界处的PN结)。
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图2-1 三极管的结构与电路符号
电子技术
第二章 半导体三极管 及放大电路基础
江苏省无锡交通高等职业技术学校
目录
• 2.1 半导体三极管 • 2.2 场效应晶体管 • 2.3 基本交流电压放大电路 • 2.4 分压式偏置放大电路 • 2.5 阻容耦合放大电路 • 2.6 共集电极放大电路 • 2.7 功率放大电路 • 2.8 放大电路中的负反馈
(1) 放大区。输出特性曲线近于水平的部分是放大区。 (2) 截止区。IB=0这条曲线及以下的区域称为截止区。 (3) 饱和区。靠近纵坐标特性曲线的上升和弯曲部分 所对应的区域称为饱和区。
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图2-4 晶体三极管的输出特性曲线
此区域中UCEUBE,集 U电CE结0正.3偏V称，为I饱B>和IC，I区C(mA )
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2.2 场效应晶体管
2.2.1结型场效应管
1、结型场效应管的结构、符号和分类
漏极
P
N沟道结型场效应管是在同一块N型硅
片的两侧分别制作了掺杂浓度较高的P
型区，形成两个对称的PN结，将两个P
区的引出线连在一起作为一个电极，称 栅极 为栅极(G)，在N型硅片两端各引出一个
电极，分别称为源极(s)和漏极(D)结型
输入特性是指在三极管集 电极与发射极之间的电压UCE为一 定值时，基极电流IB同基极与发 射极之间的电压UBE的关系，即
IB f (UBE) UCE 常数
IB(
A) 80
60
UCE1V
40
20 0.4 0.8 UBE(V)
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2.1 半导体三极管
2. 输出特性
输出特性是指在基极电 4 流为一定值时，三极管集 电极电流IC同集电极与发 3 射极之间的电压UCE的关系。 即
RC
各电极外加大小和极性合
b区 P
b
适的直流工作电压，即必
Rb
须给发射结加正向电压(也 叫正偏)，给集电结加反向
V BB
电压(也叫反偏)。
VCC
e区 N
e
共发射极接法
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图2-3 共发射极放大电路
IE = IC + IB IE IC >> IB
IB
A
RB
V
C B
IE E
UBE mA
NPN型
PNP型
发射结 集电结
发射结 集电结
e-
发射极
NP N
发射区 基区 集电区
-
基极
b
c
集电极
符号: e-
-c
-
b
e-
发射极
PN P
发射区 基区 集电区
-
基极
b
c
集电极
e-
-c
-
b
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2.1 半导体三极管
图示是三 极管结构的示 意图，三极管 的实际结构并 不是对称的， 所以三极管的 发射极和集电 极不能对调使 用。
2.1 半导体三极管
2.1.4三极管的主要参数
1.电流放大系数 、
IC IB
IC IB
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2.1 半导体三极管
2. 集—射极反向截止电流ICEO
它是指基极开路(IB＝0)时，集电结处于反向偏置和发 射结处于正向偏置时的集电极电流。又因为它好像是从集 电极直接穿透三极管而到达发射极的，所以又称为穿透电 流。这个电流应越小越好。