输出特性曲线

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。

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
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。

测量晶体管输出特性曲线2篇测量晶体管输出特性曲线（上篇）晶体管是一种重要的电子器件，在现代电子技术中得到广泛的应用。

在理解和设计晶体管电路时，测量晶体管的输出特性曲线是至关重要的一步。

输出特性曲线可以直观地反映出晶体管的工作状态和性能。

测量晶体管的输出特性曲线的过程主要分为以下几个步骤：1. 准备工作：首先，需要准备好所需的测量设备，包括万用表、信号发生器、负载等。

另外，需要选择合适的电源电压和电流范围，以确保安全和准确性。

2. 搭建电路：根据要测量的晶体管类型（如NPN型或PNP型），搭建相应的电路。

在测量输出特性时，一般将晶体管作为开关使用，将信号发生器的信号输入到晶体管的基极，通过调整信号发生器的频率和幅度，可以获得不同负载下晶体管的输出电压和电流。

3. 测量过程：通过调节信号发生器的频率和幅度，先从小信号开始，逐渐增加信号的幅度，记录下晶体管的输出电压和电流。

可以逐步增加负载电阻的数值，以获得不同负载下的输出特性曲线。

4. 数据处理：获取到一系列的输出电压和电流数据后，可以绘制输出特性曲线。

一般来说，输出特性曲线可以分为几个区域，包括放大区、饱和区和截止区。

通过绘制曲线，可以直观地了解晶体管的工作状态和性能。

5. 分析和应用：通过分析输出特性曲线，可以获得晶体管的参数，如增益、截止频率等。

这些参数可以进一步用于晶体管电路的设计和优化。

总的来说，测量晶体管的输出特性曲线是对晶体管性能的一种重要评估方法。

通过这一过程，可以了解晶体管在不同工作状态下的响应情况，为晶体管电路的设计和优化提供依据。

在实际应用中，合理地选择测量条件和准确地测量数据，能够更好地把握晶体管的性能和特点，从而提高电子器件的性能和可靠性。

测量晶体管输出特性曲线（下篇）在上篇中，我们介绍了测量晶体管输出特性曲线的步骤和应用。

本篇我们将继续讨论该主题，更深入地探讨晶体管输出特性曲线的特点和分析方法。

晶体管的输出特性曲线反映了晶体管的工作状态和性能。

三极管输出‎特性曲线测‎试1、实验目的(1) 理解三极管‎输入特性曲‎线与输出特‎性曲线的物‎理意义。

(2) 使用逐点法‎测量出三极‎管的输入特‎性曲线与输‎出特性曲线‎。

2、实验原理三极管外部‎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，可以采用传‎统的逐点法‎测量，其基本测试‎连线电路如‎图-1所示。

图-1 三极管输入‎、输出特性曲‎线测量连线‎图(1)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ce U 维持固定值‎时，be U 和之间的一‎b I 簇关系曲线‎，称为共射极‎输入特性曲‎线，如图-2所示。

图-2 三极管的输‎入特性曲线‎三极管输出‎特性曲线是‎指以三极管‎的基极电流‎b I 维持固定值‎时，测量集电极‎、发射极之间‎电压与三极‎ce U 管集电极电‎流的关系曲‎c I 线。

曲线如图-3所示。

图-3 三极管的输‎出特性曲线‎3、实验步骤图-4 逐点测量法‎电路利用Mul ‎tisim ‎软件进行逐‎点法测量三‎极管输入、输出特性曲‎线时的步骤‎如下：(1) 按原理图连‎线，将两个可调‎电位器的增‎量设为0.3%。

(2) 开启仿真开‎关simu ‎l ate ，将电位器R ‎3的百分比‎调为0%，此时U4显‎示0.900µV ‎（按实际情况‎略有差异），即表示ce U ≈0；然后调节电‎位器R2，使得当电流‎表U 1显示‎的数值为下‎b I 表对应各值‎的时候，测量对应的‎U 3的数值‎be U 填入下表。

按上述步骤‎，开启仿真开‎关simu ‎l ate ，适当调节电‎位器R3的‎，使得U4显‎示4V ，即表示ce U ≈4V ；然后调节电‎位器R2，使得当电流‎表U 1显示‎的数值为下‎b I 表对应各值‎的时候，测量对应的‎U 3的数值‎be U 填入下表。

晶体三极管的输入、输出特性曲线三极管的特性曲线是指三极管各极上的电压和电流之间的关系曲线，是三极管内部性能的外部表现。

从使用三极管的角度来说，了解它的特性曲线是重要的。

由于三极管有两个PN结，因此它的特性曲线不像二极管那样简单。

最常用的有输入特性和输出特性曲线两种，在实际应用中，通常利用晶体管特性图示仪直接观察，也可用图1的电路开展测试逐点描绘。

（一）输入特性曲线输入特性是指，当三极管的集电极与发射极之间电压UCE保持为某一固定值时，加在三极管基极与发射极之间的电压UBE与基极电流IB之间的关系。

以3DG130C为例，按图1实验电路测试。

当UCE分别固定在O和1伏两种情况下，调整RPl测得的IB和UBE的值，列于表1。

它的输入特性曲线，如图2所示。

为了说明输入特性，图中画出两种曲线，表示UCE不同的两种情况。

但两条线不会同时存在。

图1晶体三极管输入、输出特性实验电路图2晶体三极管输入特性曲线表1三极管输入特性数据1.当UCE = O伏时，也就是将三极管的集电极与发射极短接，如图3所示，相当于正向接法的两个并联二极管。

图2中曲线A的形状跟二极管的正向伏安特性曲线非常相似，IB和UBE 也是非线性关系。

2.当UCE=I伏时，集电结反偏，产生集电极电流IC, 在一样的UBE条件下，基极电流IB就要减小。

（图2中a点降到b 点），因此曲线B相对曲线A右移一段距离。

可见，UCE 对IB有一定影响。

当UCE>1伏以后，IB与UCE几乎无关，其特性曲线和UCE = I优那条曲线非常接近，通常按UCE = I 伏的输出特性曲线分析。

图3 UCE=O时的等效电路图4 3AX52B的输入特性曲线图4是3AX52B错三极管的输入特性，注意横坐标是一UBE,这是指PNP型错管的基极电位低于发射极电位。

可见，错管和硅管它们的输入特性曲线都是非线性的，都有“死区”, 错管和硅管相比，错管在较小的UBE值下，就可使发射结正偏导通。

三极管输入输出特性姓名：班级：学号：指导老师：1.实验背景输入特性曲线（共射极）i=f(v BE) v CE=const.B(1)当v CE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。

(2)当v CE≥1V时，v CB= v CE - v BE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的v BE下i B减小，特性曲线右移。

图1输出特性曲线（共射极）iC=f(vCE) iB=const.饱和区：vCE很小，iC iB，三极管如同工作于短接状态，一般vCE vBE，此管压降称为饱和压降。

此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。

截止区：iB=0，iC＝ iCEO0，三极管如同工作于断开状态，此时， vBE小于死区电压。

放大区： vBE >Vth，vCE反电压大于饱和压降，此时，发射结正偏，集电结反偏。

图22.实验目标1.掌握不同连接时的三极管的伏安特性曲线2.掌握利用PSpice A/D仿真功能中提供直流扫描分析（DC Sweep）以及参数分析(Parametric Analysis)3.实验方法1> 电路图中的参数用花括号括起，如下图中的{VCE}等2> 图中的PARAMETERS: place→part→add library后，添加special.olb3> 双击PARAMETERS:出现property editor，选择New column, name 中写入相应的参数名，例如下图中的VCE，初始值VCE=0V，IB=10uA，IE=1mA4> 仿真过程，需要先进行DC Sweep 设定，然后options中选择parametric sweep, 在sweep varaible栏中选择GLOBAL PARAMETER，在parameter name中将相应的参数名写入。

在sweep type栏中分别写入参数的变化，包括该参数的初始值、终值以及增量值。

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。

电工学━
知识点
1
半导体三极管输入输出特性曲线
1、基本概念
（1）三极管输入特性曲线指当集电极与发射极之间的电压U CE
为常数时，输入电路基极电流I B 与基极-发射极电压U BE 之间的关系曲线。

（2）三极管输出特性曲线是指在基极电流I B 为常数时，三极管的输出电路中集电极电流I C 和集射极电压U CE 之间的关系曲线。

（3）三极管工作状态。

三极管除放大作用外，还可工作在饱和和截止两种工作状态，后两种状态其实是指三极管的开关作用。

三种工作状态如表1所示。

表1三极管工作状态条件与特点
工作状态截止
放大
饱和
条
件
B ≤I β
Csat
B 0I I <
<β
Csat
B I I >
特点（NPN ）
电压与
电流关系
CC CE BE 0U U U ≈≤，0
CEO C ≈=I I 0
B ≈I V
7.0~6.0BE =U BE
CE CC U U U >>B
C I I β≈V
7.0~6.0BE =U V
3.0~2.0CE ≈U CS C I I =β
CS
BS B I I I =
≥偏置
发射结反偏集电结反偏
发射结正偏集电结反偏
发射结正偏集电结正偏
表中，C
CC
Csat
R U I ≈为集电极饱和电流。