三极管的伏安特性

三极管伏安特性模电实验报告实验目的：通过实验测量三极管的伏安特性曲线，了解三极管的工作原理，掌握三极管的基本特性。

实验原理：三极管的伏安特性是指当三极管的电压和电流之间的关系。

在实验中，通常固定集电极电流，改变基极电流或者基极电压，然后测量集电极电压与基极电流之间的关系。

实验仪器和器件：1.三极管（NPN型）2.直流稳压电源3.电流表4.电压表5.可变电阻6.万用表7.连接线8.芯片插座实验步骤：1.用线剪剪断一根连接线，分别剥开两端的绝缘层，用鳄鱼夹固定在实验台上；2.将一个面展平的三极管插座的三脚插在C元件插孔中，将三极管的三脚依次插在插座的基极孔、发射极孔、集电极孔中；3.在直流电源的正极插座上连接一根连接线，用鳄鱼夹固定在实验台上，保证连接线与N元件插孔中的发射极短路；4.在直流电源的负极插座上连接一根连接线，用鳄鱼夹固定在实验台上，保证连接线与N元件插孔中的集电极短路；5.将三极管上的所有脚依次连接到插座上，记得线连接螺丝不能固定太紧，防止压伤三极管；6.将基极极不连接到插座上，将限流电阻调至0Ω，基极之间的电流极润，可以通过电流表测量；7.将限流电阻调至无穷大Ω，待840V，将基极与插座上的基极连接，此时三极管处于切断状态；8.调节限流电阻至1Ω，将基极与插座上的基极断开，此时电流为0；9.调整限流电阻的值，逐渐增加基极电流，重复测量集电极电压与基极电流之间的关系；10.绘制伏安特性曲线。

实验结果和数据处理：根据实验测量的数据，我们可以绘制得到三极管的伏安特性曲线。

从伏安特性曲线可以观察到三极管的基本工作状态：切断状态、饱和状态和放大状态。

切断状态下，基极电流为0，集电极电流也为0，集电电压为最高；饱和状态下，基极电流较大，集电电流也较大，集电电压较低；放大状态下，基极电流较小，集电电流较大，集电电压较低。

经过实验，我们还可以得到三极管的一些基本参数，如静态工作电流(IC)、饱和电压(VCEsat)等。

3、光电特性
光敏三极管的光电特性反映了当外加电压恒定时，光电流I L与光照度之间的关系。

下图给出了光敏三极管的光电特性曲线光敏三极管的光电特性曲线的线性度不如光敏二极管好，且在弱光时光电流增加较慢。

4、温度特性
温度对光敏三极管的暗电流及光电流都有影响。

由于光电流比暗电流大得多，在一定温度范围内温度对光电流的影响比对暗电流的影响要小。

下两图中分别给出了光敏三极管的温度特性曲线及光敏三极管相对灵敏度和温度的关系曲线。

5、暗电流I D
在无光照的情况下，集电极与发射极间的电压为规定值时，流过集电极的反向漏电流称为光敏三极管的暗电流。

6、光电流I L
在规定光照下，当施加规定的工作电压时，流过光敏三极管的电流称为光电流，光电流越大，说明光敏三极管的灵敏度越高。

点击下载光敏三极管的主要技术特性及参数。

实训三晶体三极管的检测及伏安特性测试一、实训目的1.掌握晶体三极管三个电极的判断方法。

2.了解晶体三极管的伏安特性测试方法。

3.掌握用逐点法描绘晶体三极管的输入特性和输出特性曲线。

二、实训测试原理三极管实质上是两个PN结。

为了方便理解，可以将它近似地看成两个反向串联的二极管，由此可以用万用表来判断三极管的极性和类型。

1．三极管的基极与类型的判断三极管的集电极与发射极之间为两个反向串联的PN结，因此，两个电极之间的电阻很大。

在三极管的三个管脚中任取两个电极，将万用表置于R×1K（R×100）档，测量它们之间的电阻，若很大，对调万用表的红、黑表笔后再测这两个电极间的电阻，若仍很大，则剩下的那只管脚为基极；若两次测得的电阻值一大一小，则基极一定是这两只管脚中的一个。

三极管的基极找到以后，将万用表的黑表笔搭接在基极上，红表笔搭接在另一管脚上，若测得的电阻值较小（几千欧以下，即为正向电阻），则该管为NPN型三极管；若电阻值很大（几百千欧以上，即为反向电阻），则该管为PNP型三极管。

2．集电极的判别对于NPN类型的管子，当三极管的基极测出来以后，在剩余的两只管脚中任取一只，并假定它为集电极。

在假定的集电极与基极之间联接一只大电阻（100K左右，可以用手来代替）。

万用表置于R×1K档，并将黑表笔接于假设的集电极上，红表笔接在假设的发射极上，观察此时万用表的指针偏转情况。

再假设另一个脚为集电极，方法同上面，再观察此时万用表的指针偏转情况。

两次测得的电阻进行比较可得：万用表指针偏转大的（即测得电阻小的）假设正确。

对于PNP类型的管子，方法与NPN相似，只是万用表笔的接法不同。

把假设的集电极接红表笔，假设的发射极接黑表笔。

其它同NPN型的管子。

3．三极管的伏安特性三极管的伏安特性有输入特性和输出特性。

输入特性研究的是I B和U BE（U CE为常数时）之间的关系。

即I B=ƒ（U BE）∣U CE=常数输出特性研究的是当I B不变时，I C和U CE之间的关系。

3.3.4 光电三极管（光电晶体管）一. 工作原理光电三极管的工作原理分为两个过程：一是光电转换；二是光电流放大。

集电极输出的电流为：为提高光电三极管的增益，减小体积，常将光电二极管或光电三极管及三极管制作到一个硅片上构成集成光电器件。

二. 光电三极管特性1.伏安特性光电三极管在偏置电压为零时，无论光照度有多强，集电极电流都为零。

偏置电压要保证光电三极管的发射结处于正向偏置，而集电结处于反向偏置。

随着偏置电压的增高伏安特性曲线趋于平坦。

光电三极管的伏安特性曲线向上偏斜，间距增大。

这是因为光电三极管除具有光电灵敏度外，还具有电流增益β，并且，β值随光电流的增大而增大。

2.时间响应（频率特性）光电三极管的时间响应由以下四部分组成：① 光生载流子对发射结电容C be 和集电结电容C bc 的充放电时间； ② 光生载流子渡越基区所需要的时间；③ 光生载流子被收集到集电极的时间；④ 输出电路的等效负载电阻R L 与等效电容C ce 所构成的RC 时间。

总时间为上述四项和。

比光电二极管的时间响应长。

通常，硅光电二极管的时间常数一般在0.1µs 以内，PIN 和雪崩光电二极管为ns 数量级，硅光电三极管长达5～10µs。

3.温度特性硅光电二极管和硅光电三极管的暗电流I d 和光电流I L 均随温度而变化，由于硅光电三极管具有电流放大功能，所以硅光电三极管的暗电流I d 和亮电流I L 受温度的影响要比硅光电二极管大得多。

4.光谱响应光电二极管与硅光电三极管具有相同的光谱响应。

图所示为典型的硅光电三极管3DU3的光谱响应特性曲线，它的响应范围为0.4~1.0μm ，峰值波长为0.85μm 。

对于光电二极管，减薄PN 结的厚度可以使短波段波长的光谱响应得到提高，因为PN 结的厚度减薄后，短波段的光谱容易被减薄的PN 结吸收（扩散长度减小）。

因此，可以制造出具有不同光谱响应的光伏器件，例如蓝敏器件和色敏器件等。

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：。

三极管伏安特性测量实验报告课程名称：电路与电子技术Ⅱ 指导老师：楼丽珍 成绩：__________________ 实验名称：三极管的伏安特性测量 实验类型：验证性实验 同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理2.理解三极管输入、输出伏安特性3.学习三极管伏安特性的测试方法二、实验内容和原理实验内容： 专业：测控技术与仪器 姓名：颜睿域（VCE≤0.7V）。

此时，发射结正偏，VBE 0.7V，而集电结也由反偏转为正偏（V CB=V CE-V BE≤0）。

(3)放大区放大区又称恒流区，对应于输出特性曲线的水平部分，即IB>0,且VCE>0.7V的区域。

外加电压必须使发射结正偏，集电结反偏。

三、主要仪器设备电子实验箱、万用表、NPN型硅三极管9013四、操作方法和实验步骤1.输入伏安特性的测量1)V CE=0V测量步骤：1.设计并完成连接电路，ce间开路2.调节输入回路电源电压，用万用表测量be两端电压V BE，再测量R b两端电压，用欧姆定律换算得到基极电流IB3.重复上述步骤，测得多组V BE和I B数据记录并作出图。

电路图连接如下：V CE=0V时仿真输入特性曲线如下图：2)V CE=1V测量步骤：1.设计并完成连接电路，ce间连接1V电压源2.调节输入回路电源电压，用万用表测量be两端电压V BE，再测量R b两端电压，用欧姆定律换算得到基极电流I B3.重复上述步骤，测得多组V BE和I B数据记录并作出图。

电路图连接：V CE=1V仿真输入特性曲线如下图：3）将V CE=0V和V CE=1V两种情况下的输入特性曲线放在同一坐标系下，可以发现随着V CE的增大，输入特性曲线右移，仿真如下图所示：2.输出伏安特性的测量1）I B=16uA测量步骤：1.设计并完成连接电路2.将万用表连接在Rb两端，调整输入回路电压源，使得I B=16uA（即电压表示数为1.6V），调整完成不要再动3.调节输出回路电源电压，用万用表测量ce两端电压V CE，再测量R c两端电压，用欧姆定律换算得到集电极电流I C4.重复第三步，测得多组V CE和I C数据记录并作出图。

开关三极管电路图简述PNP型三极管和NPN型三极管在结构特点和工作原理方面基本上是相同的。

只是由于它的三个区掺杂情况与NPN管不同,所以在外加电压、电流方向等方面存在着差别。

因为PNP型锗三极管较多,所以这里以锗管为例介绍PNP型三极管的特点。

PNP三极管的内部结构和外加电压为了保证三极管工作在放大状态,要求发射结正向偏置,集电结反向偏置。

因此,外加电压的方向与NPN管相反,即uBE< 0V , uBC>0V,电源VCC和VBB的正极接发射极,负极分别接集电极和基极,见图2。

图1PNP型三极管发射区和集电区是P型半导体,基区是N型半导体,如图1(a )所示。

它的发射区多数载流子(空穴)浓度很高,集电区空穴浓度较低,基区做得很薄、而且多子(自由电子)浓度很低。

在外加电压作用下,发射区向基区发射空穴,形成射极电流IE ,其方向与空穴运动方向相同,即由发射极流入三极管。

基极电流IB主要由外电路补充基区复合掉的自由电子形成的,故其方向是由管子流出基极;集电极电流IC主要由收集的空穴流组成,其方向也是由管子流出集电极。

可见,IE、IB和IC的方向正好与NPN管相反,所以PNP三极管的符号如图1 (b) 所示,发射极的箭头方向指向基极和集电极。

由图中可以看出,IE、IB和IC 规定的正方向与实际方向相同,而uBE和uBC规定的正方向与实际方向相反,故uBE 和uCE为负值。

PNP三极管的伏安特性图1是PNP锗管3AX31的输入特性和输出特性。

注意两个特性曲线横座标uBE和uCE为负值。

图1由图1输入特性曲线可以看到,PNP型锗管基极导通电压uBE约为-0.1V。

三极管工作在放大状态时uBE约为-0.2V。

从输出特性曲线可知,当管子截止时,iB = 0,但iC值还较大,它近似等于穿透电流ICEO,约为几十微安。

当管子饱和时,饱和管压降较小,uCES 约为-0.1V。

它与NPN 型硅三极管相比,不仅电压、电流方向不同,而且导通电压数值较小。