晶体三极管输入和输出特性讲解

晶体管输入曲线详解
晶体管的输入特性曲线是描述在一定的管压降下，基极电流与基极-发射极电压之间的函数关系。

对于共射型晶体管，其输入特性曲线如下：
1. 当基极-发射极电压为0时，基极电流也为0。

2. 当基极-发射极电压逐渐增大时，基极电流也逐渐增大。

这是因为随着电压的增大，电子从基极注入到发射极的能量增大，使得更多的电子能够克服势垒，从基极注入到发射极。

3. 随着基极-发射极电压的增大，基极电流的增长速度逐渐减缓，直到达到饱和状态。

这是因为在高电压下，电子的注入速度已经达到极限，无法再增加。

4. 当基极-发射极电压继续增大时，基极电流保持不变，进入饱和区。

此时，即使电压再增大，也不会增加基极电流。

对于共基型晶体管，其输入特性曲线与共射型晶体管类似，但是增长速度更快，很快就会达到饱和状态。

需要注意的是，输入特性曲线只描述了晶体管的静态特性，而在实际应用中，还需要考虑动态特性的影响。

PN 结的本质：在 P 型半导体和 N 型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为 PN 结。

1、切入点：要想很自然地说明问题，就要选择恰当地切入点。

讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。

二极管的结构与原理都很简单，内部一个 PN 结具有单向导电性，如示意图B。

很明显图示二极管处于反偏状态， PN 结截止。

我们要特殊注意这里的截止状态，实际上 PN 结截止时，总是会有很小的漏电流存在，也就是说 PN 结总是存在着现象， PN 结的单向导电性并非百分之百。

为什么会浮现这种现象呢？这主要是因为PN 结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN 结变厚，多数载流子不能再通过 PN 结承担起载流导电的功能。

所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。

反偏时，少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过 PN 结形成漏电流。

漏电流之所以很小，是因为少数载流子的数量太少。

很明显，此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。

如果要想人为地增加漏电流，只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。

所以，如图B漏电流就会人为地增加。

其实，光敏二极管的原理就是如此。

光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的 PN 结具有单向导电性。

因此，光敏二极管工作时应加之反向电压，如图所示。

当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，普通为1×10-8 —1×10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止；光敏二极管工作在反偏状态，因为光照可以增加少数载流子的数量，于是光照就会导致反向漏电流的改变，人们就是利用这样的道理制作出了光敏二极管。

既然此时漏电流的增加是人为的，那末漏电流的增加部份也就很容易能够实现人为地控制。

2、强调一个结论：讲到这里，一定要重点地说明 PN 结正、反偏时，多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。

为什么呢？这就导致了以上我们所说的结论：反偏时少数载流子反向通过 PN 结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过 PN 结还要容易。

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。

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。

三极管的基本原理和特性三极管，也称为双极型晶体管，是一种电子器件，广泛应用于电子工程中。

它通过控制一个区域内电子数的数量，从而控制器件的输出。

三极管主要由三个不同的层组成：负掺杂的“基底”、负载流体的“发射区”和正掺杂的“收集区”。

这三个区域在构成三极管时起着不同的作用。

下面将详细介绍三极管的基本原理和特性。

1. 基本原理基本上，三极管的原理可以通过晶体管的行为模型进行解释。

传输电子会散布在晶格中，而晶格中的杂质离子会成为电子的“弹簧”，驱使它们远离它们的电子亲缘体，并使它们变得自由流动。

晶体管的行为可以通过控制电子的流动来转换电路。

此外，基地-发射结和基地-集电结之间的压差（电压）是确定三极管操作状态的主要方式。

2. 特性三极管具有许多特性，其中一些如下:放大功能：三极管可以被设置为放大器，能够增加电压和电流，并将信号转换为更大范围的输出信号。

开关功能：三极管的另一个常见应用是作为数字开关。

由于它可以提供二极管所不能提供的低电阻和高的开启电阻，使得当适当的电压应用到基极时，它可以作为一个快速开关器使用。

激励器功能：三极管也可以被设置为激励器，它可以控制其他的电路和设备。

稳压器功能：三极管在一些电源和电压调节器中也被广泛使用，可以用来限制电压，并在一定电压范围内保持稳定。

这在各种电子设备需要稳定电源的时候很有用。

3. 操作问题三极管的操作有许多问题。

其中，温度的影响是最重要的一个，高温会引起三极管器件的老化和分解，并降低整个系统的性能。

此外，电压的波动、静电、噪声电源、以及引起器件损坏的过载可能都会对三极管的操作造成影响。

同时，为了避免这些问题，需要选择合适的三极管类型和参数。

例如，有时在功率放大器及其他要求较高的工作条件中，需要使用具有良好散热和耐压的特殊三极管。

总体来看，三极管是一种重要的电子器件，可以在各种电子设备和系统中广泛使用。

掌握其基本原理和特性及其操作问题对善于电子工程的从业人员来说是至关重要的。

三极管的特征三极管，也被称为双极型晶体管（bipolar junction transistor，简称BJT），是一种常见的半导体器件。

它具有三个区域：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。

三极管具有许多特征，下面将逐一介绍。

1. 放大作用三极管的主要功能是放大电流和电压信号。

当在基极-发射极电流（IB）的作用下，由发射极-集电极电流（IC）的增大，即电流放大效应。

这使得三极管可以用作放大器，将弱信号放大为强信号，从而实现信号处理和传输。

2. 开关作用三极管还可以用作开关。

当输入信号的电压或电流超过一定的阈值时，三极管可以处于饱和状态，导通集电极和发射极之间的电流。

反之，当输入信号的电压或电流低于阈值时，三极管处于截止状态，不导通。

这种开关特性使得三极管广泛应用于数字电路和开关电源等领域。

3. 电流放大倍数三极管的电流放大倍数（或称为电流放大系数）是指集电极-发射极电流（IC）与基极-发射极电流（IB）之间的比值，用β表示。

β的数值通常在几十到几百之间。

电流放大倍数决定了三极管的放大能力，也是设计电路时需要考虑的重要参数之一。

4. 输入/输出阻抗三极管具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。

输入阻抗决定了信号源与三极管之间的匹配程度，输出阻抗决定了三极管与负载电路之间的匹配程度。

较高的输入阻抗可以减少信号源的负载效应，较低的输出阻抗可以提供更好的信号传输能力。

5. 频率响应三极管的频率响应是指其对不同频率信号的放大能力。

一般来说，三极管在低频时具有较好的放大能力，但在高频时可能会出现衰减。

这是由于三极管内部结构和材料特性所致。

为了实现更高的频率响应，可以采用特殊工艺和结构设计。

6. 温度特性三极管的工作性能会受到温度的影响。

一般情况下，三极管的电流放大倍数会随着温度的升高而下降，而饱和电压会随温度的升高而增加。

这需要在设计电路时考虑温度补偿和稳定性。

7. 噪声三极管的工作过程中会产生一定的噪声。

三极管功率放大电路三极管功率放大电路是一种常用的电子电路，用于将输入信号的能量放大到更高的功率级别。

它在各种电子设备中广泛应用，如音频放大器、无线电发射机等。

三极管功率放大电路由三个晶体管组成，分别是输入级、驱动级和输出级。

输入级接收来自信号源的弱信号，并将其放大。

驱动级接收输入级放大的信号，并进一步放大。

输出级将驱动级放大的信号输出到负载上。

三极管功率放大电路的工作原理是基于晶体管的放大特性。

晶体管的放大作用主要是通过控制其输入端和输出端之间的电流来实现。

在三极管中，输入端是基极，输出端是集电极，而发射极则连接到电路的公共接地。

通过控制基极电流，可以控制集电极电流的放大倍数。

在三极管功率放大电路中，输入信号经过输入级放大后，进入驱动级。

驱动级进一步放大信号，并通过输出级输出到负载上。

输出级负责将信号的功率放大到所需的级别，以便驱动负载。

在输出级中，通常会采用功率晶体管，因为它能够提供较大的功率输出。

为了确保三极管功率放大电路的稳定工作，需要进行偏置和稳定电路的设计。

偏置电路可以使晶体管在正常工作区域内工作，而稳定电路可以抑制温度、电源波动等因素对电路性能的影响。

在设计三极管功率放大电路时，需要考虑一些关键参数。

其中最重要的是增益和频率响应。

增益是指输出信号与输入信号之间的放大倍数，它可以通过改变电路的元件值来调整。

频率响应是指电路对不同频率信号的放大能力，它可以通过选择合适的电容和电感来实现。

三极管功率放大电路还需要考虑功率损耗和效率。

功率损耗是指电路在放大信号时产生的功率损耗，它可以通过适当的电路设计来减小。

效率是指输出功率与输入功率之间的比值，它可以通过提高电路的效率来实现。

三极管功率放大电路是一种常用的电子电路，用于将输入信号的能量放大到更高的功率级别。

它的工作原理是通过控制晶体管的电流来实现信号的放大。

在设计三极管功率放大电路时，需要考虑增益、频率响应、功率损耗和效率等关键参数。

通过合理的电路设计和优化，可以实现稳定、高效的功率放大。

晶体三极管及其特性摘要晶体三极管三个区的工作状态特点可概括为以下三句话：三极管工作在饱和状态时发射结正偏，集电结也正偏；工作在放大状态时发射结正偏、集电结反偏；工作在截止状态时发射结反偏，集电结也反偏。

晶体三极管是电子技术最基本、最重要的器件之一，也是模拟电子技术教学的重点内容。

关键词三极管的结构；输出特性；工作状态；偏置条件晶体三极管在电子线路中起到很大的作用，是其他元器不可替代的。

在实际应用中有三种由三极管组成的放大电路，其中共发射极电路是三种基本电路中最常用的放大电路。

首先了解晶体三极管的结构。

1三极管的结构与作用1.1三极管的结构晶体三极管的结构和类型：晶体三极管是半导体中的一个基本元器件，它在放大状态下有很强的电流放大能力，是电子电路中的最主要的元器件。

三极管是由二个PN结组成，这二个PN结相距很近，两个相距较近的PN结把整块半导体划分为三个依次是发射区、基区和集电区，根据组合方式的不同分为PNP和NPN两种，NPN型管射区内”发射”的是负电子，移动方向与电流方向是不同的，所以发射极方向指向外部；而PNP型管射区内发射出的是正电子，移动方向与电流方向是相同的，所以发射极方向指向内部。

管型的不同在正向电压下的导通方向也不同，发射极方向指向代表着它的导通方向。

1.2 三极管的作用1.2.1晶体三极管可以实现电流放大的作用三极管实现电流放大作用的原理是：三极管能用基极电流的变化来控制集电极电流的变化，基极电流变化很小，导致集电极电流发生很大的变化。

这也是三极管非常重要的特性。

我们把集电极电流变化量与基极电流变化量的比值用符号“β”表示，一般来说“β”是一个定值，但有时ΔIb也可能会有所改变。

晶体三极管有以下三种状态：饱和状态、截止状态和放大状态。

如果加在发射结的电压比PN结的导通电压小，基极中无电流，集电极和发射极也都无电流，在电路中相当于一个断开的开关，三极管就不再有电流放大作用，即为三极管的截止状态。

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。

三极管特征
三极管，也被称为晶体管，是一种电子器件，用于放大电信号和控制电流。

它是现代电子设备中最常用的器件之一，广泛应用于放大器、开关、计算机等领域。

三极管的主要特征是它的三个引脚：发射极、基极和集电极。

其中，基极是控制电流的输入端，发射极是输出端，集电极则控制电流流向。

当一个小电流输入到基极时，三极管就可以控制一个较大的电流流向发射极和集电极之间。

三极管的工作原理基于PN结和掺杂半导体的特性。

PN结是一种由P型半导体和N型半导体组成的结构，其中P型半导体富含正电荷，N型半导体则富含负电荷。

当PN结中的正负离子相遇时，它们会互相抵消，导致PN结中出现一个空穴区和一个电子区。

当一个电压施加到PN结上时，这些空穴和电子会被拉向不同的方向，从而产生电流。

三极管中，基极和发射极之间形成一个PN结，而发射极和集电极之间也形成一个PN结。

当一个小电流输入到基极时，这个电流会在基极和发射极之间形成一个电子区，从而导致电子从发射极向集电极流动。

这种行为可以被视为一个放大器，因为小电流输入到基极时，它可以控制一个较大的电流流动。

三极管还有一个重要的特性是它的放大倍数。

放大倍数是指输出信号与输入信号之比。

三极管的放大倍数通常在几十到几百之间，这意味着它可以放大非常小的信号并将其转换为更大的信号。

三极管还有许多其他特性，例如它的速度、噪声、温度稳定性等等。

这些特性使得三极管成为现代电子设备中最重要的器件之一。

总之，三极管是一种非常重要的电子器件，它在现代电子设备中有着广泛的应用。

了解三极管的特征和工作原理对于理解现代电子设备至关重要。

演示实验：用晶体管特性图示仪测得的共射输入和输出特性曲线1．共射输入特性曲线当U CE 为某一定值时，基极电流i B 和发射结电压 u BE 之间的关系曲线入下图所示。

当U CE =0时，输入特性曲线与二极管的正向伏安特性相似，存在死区电压U on （也称开启电压），硅管U on ≈0.5V ，锗管约0.1V 。

只有当U BE 大于U on 时，基极电流i B 才会上升，三极管正常导通。

硅管导通电压约0.7V ，锗管约0.3V 。

随着U CE 的增大输入特性曲线右移，但当U CE 超过一定数值（U CE >1）后，曲线不再明显右移而基本重合。

2．共射输出特性曲线在基极电流I B 为一常量的情况下，集电极电流i C 和管压降u CE 之间的关系曲线入下图所示。

1）截止区 I B =0曲线以下的区域称为截止区。

2）饱和区 u CE 较小的区域称为饱和区。

三极管饱和时的u CE 值称为饱和电压降U CES ，BE 040 输入特性曲线小功率硅管约为0.3V ，锗管约为0.1V 。

3）放大区 一族与横轴平行的曲线，且各条曲线距离近似相等的区域称为放大区。

此时，表现出三极管放大时的两个特性：①电流受控，即Δi C =βΔi B ；②恒流特性，只要I B 一定，i C 基本不随u CE 变化而变化。

例：如图说示是某三极管的输出特性曲线，从曲线上可以大致确定该三极管在U CE =6.5V ，I B =60µA （b 点）附近的β和β值。

解：在图示的输出特性曲线上作U CE =6.5V 的垂线，与I B =60µA 的输出特性曲线交于 b点，由此可得该点对应的4160105.23B C =⨯==I I β 402010)7.15.2(3B C =⨯-=∆∆=i i βΔi BΔi CA A /V1 2 34。