第六节 三极管的特性曲线及参数

知道了三极管的电流分配关系，在设计三极管电路之前还应就三极管的外部特性做较为广泛探讨，从总体上把握三极管的总体性能，以便充分利用三极管在不同外部输入的情况下的输出特性，在信号放大时正确选用合适的静态工作点；在逻辑设计时充分利用三级管的开关特性，以便有效避开三极管的线性区域。

1. 三极管输入特性

三极管的输入特性是指三极管的基极电流与基极电压之间的特性，虽然三极管基极的输入特性与二极管类似，但由于三极管的基极与发射区和集电区形成了两个PN 结，因此也有不同之处，主要体现在集电区对基区电子的收集能力。因此三极管的输入特性不仅与输入电压V_BE有关，还与集电极与发射极之间的电压V_{CE 有关。输入特性公式如下：}

iB=f(V_BE)|_{Vce       (1)}

三极管的输入特性一般用输入特性曲线描述，如图1所示。

图1 三极管输入特性曲线

• 输入特性分析
  • u_BE小于开启电压之前，基极到发射极和集电极的两个PN结都处于截止状态（不考虑对于NPN三极管集电极施加负电压的情况），因此i_B≈0;
  • u_BE大于开启电压之后，
    • 当V_CE小于等于0（VCE≤0)时, 此时不满足三极管基极与集电极反偏的条件，集电极没有电子的收集能力，此时基极到发射极和集电极之间相当于两个导通的二极管，如图2所示，此时i_B=i_C +I_E。注意i_C的方向，与三极管放大状态时标注的方向相反。

图2

• • • 当V_CE逐渐增大后，集电极收集电子的能力逐渐增强，只有部分的载流子有机会在基区复合， 因此输入特性曲线会右移。但此时相对于更高的V_CE电压而言，集电区收集电子的能力依然不足，这个区域为饱和区。
    • 当V_CE增大到一定程度后，集电极有足够的能力收集基区的电子，此时再增大V_CE对于输入特性影响不大，对于小功率管一般可以用V_CE>1V 的任何一条曲线作为输入特性曲线，该区域即为放大区域，在该区域内，iC的大小基本上与V_CE无关，与i_B成β的关系，体现i_B电流控制作用。但i_B的范围很小，小功率三极管一般在微安级，大功率三极管由于放大倍数较小，可能达到安培级。