三极管的共射特性曲线
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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 CB 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:在饱和区内,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。
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:。
实验报告课程名称: 电路与电子实验Ⅱ 指导老师: yyy 成绩:__________________ 实验名称: 三极管特性曲线测量 实验类型: 模电 同组学生姓名: 一、实验目的 二、实验原理 三、实验接线图 四、实验设备 五、实验步骤 六、实验数据记录 七、实验数据分析 八、实验结果或结论一、实验目的1.理解二极管的单向导通性2.理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理3.理解三极管的输入、输出伏安特性4.学习三极管伏安特性的手工测试方法5.了解二极管、三极管特性的自动测量6.通过整流电路的实验,加深理解二极管单向导电特性,学习二极管在整流电路中的工作特性二、实验内容1.测量二极管的伏安特性 2. 测量三极管的输入伏安特性 3.测量三极管的输出伏安特性 4. 二极管三极管特性的自动化测量5.全波整流电路,输出分别接电阻、电容以及电阻电容并联时,测量输入输出;验证滤波效果。
三、实验原理1. 二极管伏安特性:(1) 单向导电性(2)伏安特性受温度影响 二极管重要参数:(1) 最大整流电流IF(2)反向击穿电压V(BR) (2) 反向电流IR二极管PN 结特性决定了二极管的单向导电性 2. 三极管伏安特性:E 、B 、C---发射极,基极,集电极● 共射极输入特性:()|CE B BE v C i f v == ● 共射极输出特性: ()|B C CE i C i f v ==饱和区、放大区、截止区A.输入特性曲线输入特性曲线是指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 v 维持固定值时,基极、发射极之间的电压BE v 和基极电流B i 之间的关系曲线。
当CE v =0V 时,类似于发射结的正向伏安特性曲线。
随着CE v 增大,特性曲线右移。
B.输出特性曲线输出特性曲线是指在三极管共射极连接的情况下,当三极管的基极电流B i 维持固定值时,集电极、发射极之间的电压CE v 和集电极电流C i 之间的关系曲线。
课程名称:电路与电子技术实验Ⅱ指导老师:成绩:__________________实验名称:晶体管特性曲线的测量类型:___________________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.复习三极管的输入特性曲线2.掌握三极管输入输出特性曲线的实验设计方法3.通过分析特性曲线,求取三极管主要参数二、实验内容和原理1.三极管的输入特性曲线三极管在共射连接情况下,保持U CE不变,通过不断增加U BE,测得U BE与i B之间的伏安特性曲线,即为三极管的输入特性曲线。
在输入特性曲线中,U CE=0的曲线与PN结的伏安特性曲线相类似。
当U CE增大至1V的过程中,曲线逐渐右移。
当U CE从1V起继续增大,曲线近似与U CE=1V保持不变,可用任何一条曲线代替所有曲线。
2.三极管的输出特性曲线三极管在共射连接情况下,保持i B不变,通过不断增加U CE,测得U CE与i C之间的伏安特性曲线,即为三极管的输出特性曲线。
在输出特性曲线中分为三个区:截止区、放大区、饱和区。
截止区:发射结反偏,集电结反偏,i C≤I CEO,I C近似认为为0。
放大区:发射结正偏,集电结反偏。
对于硅管,UCE>0.7,对于锗管,UCE>0.3。
iC仅决定于iC,与UCE无关。
理想情况下,放大区的曲线是一族横轴的等距离平行线,iC=βiB,△iC=β△iB。
饱和区:发射结正偏,集电结正偏。
当深度饱和的时候,对于硅管,UCE=0.3,对于锗管,UCE=0.1。
三、主要实验仪器DP832A 可编程线性直流电源;MY61数字万用表;综合实验箱四、操作方法和实验步骤1.测量输入特性曲线①将三极管插入万用表的测量三极管增益系数的插口中,大致测量β的近似值。
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:(1)UBE = 0的一条曲线与二极管的正向特性相似。
这是因为UCE = 0时,集电极与发射极短路,相当于两个二极管并联,这样IB与UCE 的关系就成了两个并联二极管的伏安特性。
(2)UCE由零开始逐渐增大时输入特性曲线右移,而且当UCE的数值增至较大时(如UCE>1V),各曲线几乎重合。
这是因为UCE由零逐渐增大时,使集电结宽度逐渐增大,基区宽度相应地减小,使存贮于基区的注入载流子的数量减小,复合减小,因而IB减小。
如保持IB为定值,就必须加大UBE ,故使曲线右移。
当UCE 较大时(如UCE >1V),集电结所加反向电压,已足能把注入基区的非平衡载流子绝大部分都拉向集电极去,以致UCE再增加,IB 也不再明显地减小,这样,就形成了各曲线几乎重合的现象。
(3)和二极管一样,三极管也有一个门限电压Vγ,通常硅管约为0.5~0. 6V,锗管约为0.1~0.2V。
二、输出特性曲线输出特性曲线如图Z0120所示。
测试电路如图Z0117。
输出特性曲线的数学表达式为:由图还可以看出,输出特性曲线可分为三个区域:(1)截止区:指IB=0的那条特性曲线以下的区域。
三极管的共射特性曲线
三极管的特性曲线是描述三极管各个电极之间电压与电流关系的曲线,它们是三极管内部载流子运动规律在管子外部的表现。
三极管的特性曲线反映了管子的技术性能,是分析放大电路技术指标的重要依据。
三极管特性曲线可在晶体管图示仪上直观地显示出来,也可从手册上查到某一型号三极管的典型曲线。
三极管共发射极放大电路的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线,下面以NPN型三极管为例,来讨论三极管共射电路的特性曲线。
1、输入特性曲线
输入特性曲线是描述三极管在管压降UCE保持不变的前提下,基极电流iB和发射结压降uBE之间的函数关系,即
(5-3)三极管的输入特性曲线如图5-6所示。
由图5-6可见NPN型三极管共射极输入持性曲线的特点是:BE虽己大于零,但i B几乎仍为零,只有当u BE的值大于开启电压后,i B的值与二极管一样随u BE的增加按指数规律增大。
硅晶体管的开启电压约为0.5V,发射结导通电压V on 约为0.6~0.7V;锗晶体管的开启电压约为0.2V,发射结导通电压约为0.2~0.3V。
CE=0V,U CE=0.5V和U CE=1V的情况。
当U CE=0V时,相当于集电极和发射极短路,即集电结和发射结并联,输入特性曲线和PN结的正向特性曲线相类似。
当U CE=1V,集电结已处在反向偏置,管子工作在放大区,集电极收集基区扩散过来的电子,使在相同u BE值的情况下,流向基极的电流i B减小,输入特性随着U CE的增大而右移。
当U CE>1V以后,输入特性几乎与U CE=1V时的特性曲线重合,这是因为Vcc>lV后,集电极已将发射区发射过来的电子几乎全部收集走,对基区电子与空穴的复合影响不大,i B的改变也不明显。
CE必须大于l伏,所以,只要给出U CE=1V时的输入特性就可以了。
2、输出特性曲线
输出特性曲线是描述三极管在输入电流i B保持不变的前提下,集电极电流i C和管压降u CE之间的函数关系,即
(5-4)三极管的输出特性曲线如图5-7所示。
由图5-7可见,当I B改变时,i C和u C E的关系是一组平行的曲线族,并有截止、放大、饱和三个工作区。
(1)截止区I B=0持性曲线以下的区域称为截止区。
此时晶体管的集电结处于反偏,发射结电压u BE<0,也是处于反偏的状态。
由于i B=0,在反向饱和电流可忽略的前提下,i C=βi B也等于0,晶体管无电流的放大作用。
处在截止状态下的三极管,发射极和集电结都是反偏,在电路中犹如一个断开的开关。
实际的情况是:处在截止状态下的三极管集电极有很小的电流I CE0,该电流称为三极管的穿透电流,它是在基极开路时测得的集电极-发射极间的电流,不受i B的控制,但受温度的影响。
(2)饱和区在图5-4的三极管放大电路中,集电极接有电阻R C,如果电源电压V CC一定,当集电极电流i C增大时,u CE=V CC-i C R C将下降,对于硅管,当u CE降低到小于0.7V时,集电结也进入正向偏置的状态,集电极吸引电子的能力将下降,此时i B再增大,i C几乎就不再增大了,三极管失去了电流放大作用,处于这种状态下工作的三极管称为饱和。
规定U CE=U BE时的状态为临界饱和态,图5-7中的虚线为临界饱和线,在临界饱和态下工作的三极管集电极电流和基极电流的关系为:
(5-1-4)式中的I CS,I BS,U CES分别为三极管处在临界饱和态下的集电极电流、基极电流和管子两端的电压(饱和管压降)。
当管子两端的电压U CE<U CES时,三极管将进入深度饱和的状态,在深度饱和的状态下,i C=βi B的关系不成立,三极管的发射结和集电结都处于正向偏置会导电的状态下,在电路中犹如一个闭合的开关。
三极管截止和饱和的状态与开关断、通的特性很相似,数字电路中的各种开关电路就是利用三极管的这种特性来制作的。
(3)放大区三极管输出特性曲线饱和区和截止区之间的部分就是放大区。
工作在放大区的三极管才具有电流的放大作用。
此时三极管的发射结处在正偏,集电结处在反偏。
由放大区的特性曲线可见,特性曲线非常平坦,当i B等量变化时,i C几乎也按一定比例等距离平行变化。
由于i C只受i B控制,几乎与u CE的大小无关,说明处在放大状态下的三极管相当于一个输出电流受I B控制的受控电流源。
上述讨论的是NPN型三极管的特性曲线,PNP型三极管特性曲线是一组与NPN型三极管特性曲线关于原点对称的图像。