汽车电工电子技术|特性曲线与电流放大区

三极管的特性曲线分为输入特性曲线和输出特性曲线，输入特性曲线反映三极管的输入电流与输入电压之间的关系，输出特性曲线反映三极管的输出电流与输出电压之间的关系，它们反映了三极管的性能，是分析放大电路的重要依据。

1.输入特性曲线

输入特性曲线是指保持集电极与发射极之间的电压UCE不变时，基极电流 IB与发射结正向电压UBE的关系曲线 IB=f （UBE），如图6-10 所示。

图6-10　三极管输入特性曲线

从图中看出，三极管输入特性曲线的形状与二极管的正向伏安特性相似，也有一段死区。硅管的死区电约为0.5 V，锗管的死区电压约为0.2 V。只有在UBE大于死区电压时，三极管才会导通正常工作。发射结的正向电压称为管压降，硅管的管压降为0.7 V，锗管的管压降约为0.3 V。

输入特性曲线通常只画出UCE≥1 V 的一条曲线。因为当UCE≥1 V 时，集电结已反向偏置，内电场的电场力已经足以将发射区扩散到基区的自由电子收集到集电区。在UBE保持不变时，即发射区扩散到基区的自由电子数目不变时，再增大UCE也不会使基极电流 IB明显减小了。也就是说，UCE＞1 后的输入特性曲线基本上是重合的，因此通常只画一条输入特性曲线。

2.输出特性曲线

输出特性曲线是指保持基极电流 IB不变时，集电极电流 IC与集电极-发射极之间电压UCE的关系曲线： IC=f （UCE）。如图6-11 所示为基极电流取不同的值时所对应的一组输出特性曲线，从图中看出以下几点。

（1） UCE＞1 V 后，集电极-发射极电压UCE的改变不会引起集电极电流 IC的明显改变，说明三极管具有恒流特性。因为UCE＞1 V 后，集电结已反向偏置，内电场的电场力已经足以将发射区扩散到基区的自由电子收集到集电区，再改变UCE的值对集电极电流 IC影响不大。(www.xing528.com)

（2）改变基极电流 IB可以使集电极电流 IC发生较大变化，说明三极管具有电流控制及电流放大作用。因为改变基极电流时，也改变了发射区扩散到基区的自由电子数目，被收集到集电区的自由电子数目同时改变，集电极电流随之改变。所以，三极管的基极电流控制着集电极电流。由于发射区扩散到基区的自由电子中只有很小的部分与基区的空穴（数目很少）复合而形成很小的基极电流，大部分自由电子被收集到集电区而形成很大的集电极电流，因此三极管具有电流放大作用，电流放大系数为

图6-11　三极管输出特性曲线

从三极管输出特性还可以看出，它分为以下3 个工作区。

① 放大区。放大区是三极管具有电流放大作用的区域，即输出特性曲线接近水平线的部分称为放大区，也称为线性区。发射结正向偏置，集电结反向偏置，是三极管工作在放大区的前提条件。

② 截止区。截止区是基极电流 IB=0 时，曲线 IC=f （UCE）以下的区域。IB=0 时，IC=ICEO≈0，NPN 型硅管在UBE＜0.5 V 时已开始截止，在UBE＜0 时可以确保截止。发射结反向偏置或正向偏置电压小于死区电压是三极管截止的前提条件。三极管截止时，集电结处于反向偏置状态。

③ 饱和区。当UCE＜UBE时，集电结正向偏置，三极管处于饱和状态。在饱和区，集电极电流随基极电流的增加而变化的程度小，三极管没有线性放大作用。发射结和集电结都正向偏置是三极管饱和的前提条件。

三极管可以处于饱和及截止状态。因此，三极管还具有开关作用，常作为电子开关使用。