探究双极型三极管的性能表现

1.输入特性

图1.21所示实验电路是最常用的共发射极接法的放大电路。当集电极与发射极之间电压UCE为常数时，输入电路中的基极电流IB与发射结端电压UBE之间的关系曲线为IB=f（UBE），把这种关系曲线描绘出来，就是三极管的输入特性。

图1.21　测量三极管特性的实验电路

假如所测三极管是硅管，当UCE≥1V时，集电结已反向偏置，并且内电场已足够大，而基区又很薄，足以把从发射区扩散到基区的绝大多数载流子拉入集电区。继续增大UCE并保持UBE不变时，则IB基本稳定。即UCE＞1V以后的输入特性曲线基本上与UCE=1V的特性相重合。因此，通常以UCE≥1V的一条输入曲线作为三极管的输入特性，如图1.22所示。

由图1.22可以看出，三极管的输入特性与二极管的正向伏安特性相似，也存在一段死区。只有在发射结外加电压大于死区电压时，三极管才会产生基极电流IB。和二极管一样，硅管的死区电压约为0.5V，锗管的死区电压不超过0.2V。在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE典型值为0.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE典型值为0.3V。

2.输出特性

三极管的基极电流IB为某一常数时，输出回路中集电极电流IC与三极管集电极和发射极之间的电压UCE之间的关系特性IC=f（UCE）称为输出特性。不同的基极电流IB，可以得到不同的输出特性，所以三极管的输出特性曲线是一簇曲线。

当IB=100μA时，在UCE超过一定的数值 （约1V）以后，从发射区扩散到基区的多数载流子数量大致一定。这些多数载流子的绝大多数被拉入集电区而形成集电极电流，以致产生当UCE继续增高时，集电极电流IC也不再有明显的增加，集电极电流不随UCE的增大而变化的现象，说明集电极电流在三极管电流放大时具有恒流特性。

当基极电流IB减小时，如IB=80μA、IB=60μA、…、IB=20μA等情况下，对应的集电极电流IC也随之减小，输出特性曲线依次下移，如图1.23所示。(www.xing528.com)

图1.22　三极管的输入特性

特性曲线中IB是微安级，IC是毫安级，不同的基极电流对应不同的集电极电流，但是集电极电流要比基极电流变化大得多。当基极电流减小到零时，集电极电流也基本为零。即输出特性充分反映了双极型三极管的以小控大作用。

图1.23　3DG6三极管的输出特性曲线

观察图1.22还可看出，输出特性曲线上划分出了放大、截止和饱和三个工作区域。

（1）放大区。输出特性曲线近于水平部分的是放大区。放大区有两个特点：一是三极管在放大区遵循IC=βIB，即集电极电流IC的大小主要受基极电流IB的控制；二是随着三极管输出电压UCE的增加，曲线微微上翘。这是因为UCE增加时，基区有效宽度变窄，使载流子在基区复合的机会减少，在IB不变的情况下，IC将随UCE略有增加。若要三极管工作于放大区，必须遵循发射结正偏、集电结反偏的外部设置原则。

（2）截止区。输出特性中IB=0以下区域称为截止区。在截止区内，NPN型硅管UBE＜0.5V时，就开始了截止，但为了截止可靠，常使UBE≤0。三极管工作在截止区的显著特点是发射结和集电结均为反向偏置。

（3）饱和区。当UBE＜UCE时，三极管的发射结和集电结均处于正向偏置，此时三极管工作于饱和状态。在饱和区，IB的变化对IC的影响较小，两者不再符合以小控大的β倍数量关系。三极管工作在饱和区的显著特点是发射结和集电结均为正偏，通常UCE＜1V。