三极管特性曲线分析

目录

一、三极管特性曲线分析 (1)

.1三极管结构 (1)

.2 三极管输入特性曲线 (2)

.3 三极管输出特性曲线 (2)

二、三极管应用举例 (3)

.1 三极管在放大状态下的应用 (3)

.2 三极管在开关状态下的应

用 (3)

三、线性电路和非线性电路 (4)

.1线性电路理论 (4)

.2 非线性电路理论 (5)

.3 线性电路的分析应用举例 (6)

.4 非线性电路的分析应用举例 (7)

四、数字电路和模拟电路 (8)

4.1 数字电路 (8)

4.2 模拟电路………………………………………………………………………………………

(8)

4.3数字电路和模拟电路区别与联系 (9)

五、总结与体会 (9)

六、参考文献 (10)

极管输入输出曲线分析

——谈线性电路与非线性电路

关键词：三极管；数字电子技术；模拟电子技术

一、三极管特性曲线分析

1.1三极管结构

图1-2 三极管三种组态

体三极管的输入特性和输出特性曲线描述了各电极之间电压、电流的关系。

.2 三极管输入特性曲线

入特性曲线描述了在管压降CE U 一定的情况下，基极电流B i 与发射结压降BE U 之间的函数关系，即()CE C

B BE U i f u ==。

1-3 三极管输入特性曲线

1. 死区

2. 线性区

3. 非线性区

ce

=0V 时，发射极与集电极短路，发射结与集电结均正偏，实际上是两个二极管并联的正向特性曲线。

当1CE U V >，0cb ce be U U U =->时,，集电结已进入反偏状态，开始

1CE U V >收集载流子，且基区复合

减少， 特性曲线将向右稍微移动一

些, I C / I B 增大。但U ce 再增加时，

.3 三极管输出特性曲线

出特性曲线描述是基极电流B I 为一常量时，集电极电流C i 与管压降CE u 之间的函数关系，即()B C CE I C i f u ==。

出特性曲线可以分为三个工作区域，如下图所示：

在饱和区，发射结和集电结均处于正向偏置。C i 主要随CE u 增大而增大，对B i 的影响不明显，即当BE u 增大时，B i 随之增大，但C i 增大不大。在饱和区，C i 和B i 之间不再满足电流传输方程，即不能用放大区中的β来描述C i 和B i 的关系，三极管失去放大作用。

在放大区，发射结正向偏置，集电结反向偏置，各输出特性曲线近似为水平的直线，表

示当B i 一定时， 图1-4 三极管输出特性曲线

C i 的值基本上不随CE u 而变化。

时表现出B i 对C i 的控制作用，C B I I β=。三极管在放大电路中主要工作在这个区域中。 般将0b I ≤的区域称为截止区，由图可知，C I 也近似为零。在截止区，三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态。

二、 三极管应用举例

三极管在电路中有着非常重要的应用地位。

.1 三极管在放大状态下的应用

压式电流负反馈放大电路是各种电子设备中经常采用的一种弱信号放大电路，其核心部件就是三极管，当三极管工作在放大状态，那么在通电过程中，三极管静态时的工作电压必须满足发射极正偏，集电极反偏，而且随着输入信号的变化，各种电压或电流都能随着发生相应的变化， 图2-1 分压式电流负反馈放大电路

不能出现信号的失真现象。

.2 三极管在开关状态下的应用

极管的开关特性在数字电路中应用广泛，是数字电路最基本的开关元件。当处于开状态时,三极管为处于饱和状态,Uce ≤Ube ，Uce 间的电压很小,一般小于PN 结正向压降(<0.7V).当处于关状态时,基极电流Ib 为0.Uce ＞1V 时为放大状态 。右图是共射型三极管典型电路，同时参考三极管输出特性曲线进行分析。

三极管是以基极电流B i 作为输入，操控整个 图2-2 共射型三极管电路

三极管的工作状态。若三极管是在截止区，B i 趋近于0 (BE V 亦趋近于0)，C 极与E 极间约呈断路状态，C i = 0，CE CC V V =。

三极管是在线性区， B i 的值适中 (0.7BE V V =)， C fe B I h I =，呈比例放大，CE CC C C CC fe B V V R I V h I =-=-可被 B I 操控。若三极管在饱和区，B I 很大，

0.8BE V V =0.2CE V V =，0.6BC V V

=，C

fe B I h I ≤，B-C 与B-E 两接面均为正向偏压，C-E 间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路，可得(0.2)/C CC C I V R =-，C I 与 B I 无关了，因此时的B I 大过线性放大区的B I 值，C fe B I h I <是必然的。三极管在截止态时 C-E 间如同断路，在饱和态时C-E 间如同通路 (带有0.2 V 电位降)，因此可以作为开关。控制此开关的是B I ，也可以用BB V 作为控制的输入讯号。下图显示三极管开关的通路、断路状态，及其对应的等效电路。

2-3 截止态如同断路图2-4 饱和态如同通路

三、线性电路和非线性电路

否满足叠加定理和齐次性是线性电路和非线性电路之间最主要的区别。

.1线性电路理论

性电路是指完全由线性元件、独立源或线性受控源构成的电路。线性就是指输入和输出之间关系可以用线性函数表示。齐次，非齐次是指方程中有没有常数项，即所有激励同时乘以常数k时，所有响应也将乘以k。

性电路的最基本的特性是它具有叠加性和齐次性。电路的叠加性是指在有几个电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。线性电路的齐次性是指当激励信号（如电源作用）增加或减小Ｋ倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小Ｋ倍。叠加性和齐次性是线性电路独有的特性，这两个定理也简化了线性电路分析的过程。叠加性和齐次性可表示如下：

3-1 线性电路的叠加性图3-2 线性电路的齐次性