晶体管静态特性曲线分析

电子器件的静态与动态特性分析电子器件是现代科技领域中不可或缺的组成部分，对于我们的日常生活和工业生产都起着至关重要的作用。

了解电子器件的静态和动态特性对于深入理解其工作原理和性能具有重要意义。

本文将从静态分析和动态分析两个方面对电子器件的特性进行详细解析。

一、静态分析静态分析是指在电子器件停止工作时对其进行测试和分析。

通过静态分析，我们可以获得电子器件的静态特性，包括以下几个方面：1. 结构和尺寸：静态分析可以通过观察电子器件的外部结构和尺寸来获得其中的基本参数和特征。

例如，通过观察半导体器件的晶体管结构和尺寸，我们可以了解其电流和电压的承载能力。

2. 材料和工艺：静态分析还可以通过电子器件中使用的材料和工艺来获得一些有关其特性的信息。

例如，通过了解电子器件中所使用的半导体材料和制备工艺，我们可以预测其导电性能和工作温度范围。

3. 参数和性能：静态分析可以通过测量和测试电子器件的参数和性能来获取更多的信息。

例如，通过测量晶体管的电流-电压关系，我们可以了解其输入输出特性和放大倍数。

二、动态分析动态分析是指在电子器件工作时对其进行测试和分析。

通过动态分析，我们可以获得电子器件的动态特性，包括以下几个方面：1. 响应时间：动态分析可以通过测试电子器件在不同输入信号下的响应时间来评估其快速响应能力。

例如，通过测试开关电容的充放电时间，我们可以判断其在高频信号处理中的适用性。

2. 响应波形：动态分析可以通过观察电子器件在输入信号变化时的响应波形来研究其工作原理和性能。

例如，通过观察放大器的输出波形，我们可以判断其失真程度和频率响应特性。

3. 能量消耗：动态分析可以通过测试电子器件在工作过程中的能量消耗情况来评估其能源利用率。

例如，通过测量集成电路在不同工作状态下的功耗，我们可以优化其设计和工作模式。

三、分析步骤在进行电子器件的静态和动态分析时，我们需要按照以下步骤进行：1. 准备测试设备：根据具体的分析需求，选择合适的测试设备和方法。

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。

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。

基于 STM32的晶体管特性曲线测试仪刘士兴;刘宏银;赵博;鲁迎春;易茂祥【摘要】A transistor characteristic curve tester has been designed,which is based on STM32F103.The input ladder current of the base of the triode under test is implemented by adopting digital potentiometer,and the base drive current is 0-1 60 μA whose resolution is 0.1 μA.The regulation of the collector scanning voltage is achieved by the output of the three-terminal voltage regulator circuit which is controlled by embedded DAC, and the output ranges 0-30 V whose highest resolution is 3.18 mV.First of all,a sense resistor has been used to change the determined current into voltage ,which is amplified by instrumentation amplifier and sampled by the embedded ADC,also the median average filtering method has been used to filter the sampling disturbance. The measured parameters are processed by STM32F103 processor to map the input-output characteristic curve and have a real-time display of the amplification h FE on LCD.The tester also has the function of communication with PC which is convenient for further processing.%设计了一种以 STM32F103VET6为核心的晶体管输入输出特性曲线测试仪.通过数字电位器实现对待测三极管基极输入电流的阶梯控制,基极驱动电流0～160μA,分辨率达到0．1μA；通过内嵌 DAC 控制三端稳压电路的输出实现集电极扫描电压的调节,输出范围0～30 V,最高分辨率3．18 mV；电流的测量首先通过采样电阻转换为待测电压,经仪表放大器进行放大后由内嵌 ADC 进行采样,采用中位值平均滤波法滤除采样干扰.由 STM32F103VET6处理器对所测得参数运算处理,绘制晶体管输入输出特性曲线,通过 LCD实时显示晶体管特性曲线及放大倍数 h FE 值；测试仪还具有与上位机通信的功能,方便实现对所测数据做进一步处理.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】5页(P86-90)【关键词】晶体管特性曲线;嵌入式处理器;数字滤波;LCD 显示【作者】刘士兴;刘宏银;赵博;鲁迎春;易茂祥【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TN32晶体管特性曲线图示仪能够测量半导体晶体管的静态参数［1］，显示晶体管的输入、输出特性曲线，在高校电子信息类专业的教学中获得了广泛的应用［2］。

浙江万里学院实验报告课程名称：电子技术基础 实验名称：晶体管输出特性及静态工作点的测量专业班级：计算机164 姓名：林文辉 学号：2016011147 实验日期：2017.9.25一、实验目的：1．掌握三极管输出特性曲线的2．掌握放大电路静态工作点的调整方法及其对放大电路性能的影响。

3．学习掌握protues 常用器件和仪表的使用。

二、实验内容：（写出实验过程、步骤、结果、截图） 三 实验内容及步骤（一）晶体管的输出特性曲线晶体管，当基极电流I B 为常数时，集电极电流与I C 集射间电压U CE 的关系称为输出特性。

函数式为I C =f(U CE )|I B =常数当IB 改变时，可以得到对应的一簇曲线，这些曲线直接反映了晶体管的性能参数，是分析和设计放大电路的依据。

以NPN 型低功耗三极管2N3393为例，测试其输出特性曲线，搭建电路如图所示。

（1） 器件的选取如下表1。

选取器件完成仿真电路图，并进行相应的修改。

可以双击图表修改。

（1）元件：直流电源（DC ）；三极管（diode ）；终端接地（ground ）；电流探针（current probe ）,分析图表（TRANSFER ）✧ 选图标，点击P ，选择三极管（Transistors-Bipolar-2N3393）。

✧ 在电路中添加直流仿真电压源。

点击，选择DC 并放置，双击修改GeneratorName 。

✧ 在电路中添加直流仿真电流源。

点击，选择DC 并放置，双击，属性项改为CurrentSource ，修改Generator Name 。

✧ 点击图标，放置地（GROUND ）。

✧点击直流信号源，在编辑框中点选manual Edits?如下图。

✧点击加入电流探针。

直接将探针搭在被测支路上，注意调整电流方向✧点击放置TRANSFER，选中，在适当位置拖动，点击左键放置，用于观察变化量的变化过程。

（2）双击分析图表，对ib，uce的范围进行设置，如下图所示。

晶体管实验报告晶体管实验报告引言晶体管是一种重要的电子元件，广泛应用于各个领域。

本实验旨在通过实际操作，深入了解晶体管的工作原理、特性以及其在电路中的应用。

实验目的1. 了解晶体管的基本结构和工作原理；2. 掌握晶体管的静态特性和动态特性的测试方法；3. 理解晶体管在电路中的应用。

实验材料1. NPN型晶体管；2. 直流电源；3. 变阻器；4. 电流表；5. 电压表；6. 示波器。

实验步骤一、晶体管的基本结构和工作原理在实验开始之前，首先介绍晶体管的基本结构和工作原理。

晶体管由三个掺杂不同的半导体材料层组成，分别是发射区、基区和集电区。

发射区和集电区都是P型半导体，而基区是N型半导体。

当发射结和集电结正向偏置时，发射结和集电结都会导通，使得电流从发射区流向集电区。

而当发射结反向偏置时，发射结截止，晶体管处于关闭状态。

二、静态特性测试1. 搭建静态特性测试电路。

将晶体管连接到直流电源、变阻器、电流表和电压表上，确保电路连接正确。

2. 调节变阻器，改变基极电流的大小，记录集电极电流和基极电压的变化。

3. 根据实验数据，绘制集电极电流与基极电压的关系曲线，分析晶体管的静态特性。

三、动态特性测试1. 搭建动态特性测试电路。

将晶体管连接到信号源、电容器、电阻和示波器上，确保电路连接正确。

2. 调节信号源的频率和幅度，观察晶体管的输出波形。

3. 根据实验观察结果，分析晶体管的动态特性。

四、晶体管在电路中的应用1. 介绍晶体管在放大电路中的应用。

晶体管可以作为放大器，将微弱信号变为较大的信号输出。

2. 介绍晶体管在开关电路中的应用。

晶体管可以作为开关，控制电路的通断。

实验结果与分析通过静态特性测试，我们得到了晶体管的集电极电流与基极电压的关系曲线。

从曲线可以看出，当基极电压增大时，集电极电流也随之增大，符合晶体管的工作原理。

通过动态特性测试，我们观察到了晶体管在不同频率和幅度下的输出波形，可以看出晶体管具有放大信号的能力。

实验一双极型晶体管特性参数测量实验目的：1.掌握双极型晶体管的基本特性参数的测量方法；2.了解双极型晶体管的放大特性。

实验仪器和材料：1.双踪示波器2.双极型晶体管3.功率电源4.电阻器5.电容器6.变阻器7.万用表实验原理：双极型晶体管是一种常用的电子元器件，通常用于放大电信号。

为了评估双极型晶体管的性能，需要测量其一些重要的特性参数，包括静态特性参数和动态特性参数。

常用的双极型晶体管特性参数有：1.静态参数a.静态输入特性：基极电流-基极电压（IB-VBE）特性曲线，用于描述基极电流与基极电压之间的关系；b.静态输出特性：集电极电流-集电极电压（IC-VCE）特性曲线，用于描述集电极电流与集电极电压之间的关系；c.静态放大系数：集电极电流与基极电流之间的比值，常用符号（β或hFE）表示；2.动态参数a.数字电压放大倍数：用于评估双极型晶体管的放大能力；b.动态输入电阻：输入信号变化引起的基极电流变化与基极电压变化之比，用于衡量信号源和输入电路之间的匹配程度；c.动态输出电阻：输出信号变化引起的集电极电流变化与集电极电压变化之比，用于评估输出电路和负载电阻之间的匹配程度。

实验步骤：1.连接电路。

按照实验电路图连接电路，确保电源的接线正确。

2.静态特性参数的测量。

b.测量不同电阻值时的IC1，记录数据c.改变基极电流IB，测量IC2的值，记录数据d.根据数据计算静态放大系数β3.动态特性参数的测量。

b.改变输入信号频率，测量输出信号幅度和相位，记录数据。

c.根据数据计算动态输入、输出电阻的值。

实验结果分析：根据实验测量到的数据，可以得到双极型晶体管的静态和动态特性参数，通过比较这些参数与标称值的差异，可以评估器件工作是否稳定。

同时，根据实验结果也可以评估双极型晶体管的放大能力和输入输出电阻的匹配情况。

注意事项：1.连接电路时，注意电源极性及电路连接的正确性，避免短路或错误连接的风险。

2.测量过程中要及时记录数据，保证准确性和可靠性。

1.高频功率放大器的分析方法有两种分别是
图解法和
折线近似分析法是指用折线来近似表示晶体管特性曲线的分析
方法.这种分析法可以帮助我们找到在不同工作条件下晶体管的等效电路,达到简化电路的目的.是初学者一种行之有效的学习方法。

图解法是从晶体管的实际静态特性曲线人手,从图上取得若干点,然后求出电流的直流分量与交流分量。

图解法是从客观实际出发的,应该说,准确度是比较高的。

但这对于电子管来说是正确的。

而晶体管特性的离散性较大,因此一般手册并不给出它的特性曲线。

即使有曲线,也只能作参考,并不一定能符合实际选用的晶体管特性。

这也就失掉了图解法准确度高的优点。

同时图解法又难以进行概括性的理论分析。

由于以上这些原因,对于晶体管电路来说,我们只讨论折线近似
分析法。

所谓折线近似分析法,首先是要将电子器件的特性曲线理想化,每一条特性曲线用一条或几条直线(组成折线)来代替。

这样,就可以用简单的数学解析式来代表电子器件的特性曲线。

因而实际上只要知道解析式中的电子器件参数,就能进行计算,并不需要整套的特性
曲线。

这种计算比较简单,而且易于进行概括性的理论分析。

它的缺点是准确度较低。

但对于晶体管电路来说,目前还只能进行定性估算,因此只讨论折线近似法就行了。

在对晶体管特性曲线进行折线化之前,必须说明,由于晶体管特性与温度的关系很密切,因此,以下的讨论都是假定在温度恒定的情况。

此外,因为实际上最常用共发射极电路,
所以以后的讨论只限于共发射极组态。

各种晶体管漏极至源极曲线
晶体管的漏极至源极曲线通常被称为I-V 特性曲线，表示漏极电流与源极电压之间的关系。

对于不同类型的晶体管，如MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）和BJT（双极型晶体管，如NPN和PNP），其I-V 特性曲线有所不同。

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor):
对于N 沟道（N-Channel）MOSFET：
当源极电压（Vds）增加时，漏极电流（Ids）呈线性增加，最终趋于饱和。

漏极电流与栅极电压（Vgs）之间存在阈值电压，即使Vgs小于阈值电压，也会有漏极电流。

通常，Ids随着Vgs的增加而增加，形成特定的I-V 曲线。

对于P 沟道（P-Channel）MOSFET：
P 沟道MOSFET的特性曲线与N 沟道MOSFET相似，但电流方向相反。

BJT (Bipolar Junction Transistor):
对于NPN BJT：
漏极电流（Ic）与集电极电压（Vce）之间的关系通常表现为一条呈饱和特性的曲线。

当Vce 达到一定值时，Ic基本保持恒定。

对于PNP BJT：
PNP BJT的特性曲线与NPN BJT相似，但电流方向相反。

这些特性曲线通常在器件手册或数据表中提供，并且通过实验测量可以得到。

I-V 特性曲线对于设计和分析电路中的晶体管行为非常重要。

在实际应用中，工程师会根据这些曲线来优化电路的性能。