雙極電晶體的靜態工作特性

2021-01-04 電子發燒友
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雙極電晶體的靜態工作特性

電子設計 發表於 2018-09-04 08:50:00

雙極電晶體的靜態工作特性是指它在特定接法中的輸入特性，輸出特性和電流增益特性。
    一個電晶體共基極，共發射極和共繼點擊三種接法，因而有三組工作熱性曲線來完整地描述其工作性能，由於電晶體的工作特性是其內部載流子運動的外部表現，起作用的因素很多，因而分散性較大，即便是型號相同的管子也會有較大差別。下面對三種工作特性進行詳細說明（曲線僅供參考，在實際的應用中還需要進行測量）
   1.共基極特性
    PNP電晶體的一組典型共基極特性曲線和測試電路圖


    這裡輸出特性是指以集電結電壓UCB=0時，該特性即是發射結的正向伏安特性，UCB等於等值的時候，由於集電結空間電荷區的展寬使中性基區變窄，因而相同UEB對應的IE值升高，即輸入特性曲線隨著參量的升高向左移動。
    輸出特性是指集電極為為參變量的IC-UBC的關係。當IE=0時，該特性就是集電極結的反向伏安特性。在集電結上有不超過其偏移電壓值（對矽管為0.7V左右）的正偏壓時，若IE≠0，則IC≠0，這就是集電內建電廠抽取正偏發射結注入基區的少數載流子造成的，因而在注入未停之時，只有用外加正偏壓抵消內建電廠才能使用IC=0。電流增益特性又叫正向轉移特性，是以UCB為參量的IC-IE關係。該特性既可直接測出亦可以從輸出特性推算。
   2.共發射極特性
    舉例PNP電晶體共發射極特性曲線和測試電路：


    電路中，輸入特性是指以整個電晶體上的壓降，即集電極發射極電壓UCE為參變量時，基極電流IB與發射結電壓UBE的關係。當UCE=0時，該特性相當於組成電晶體的兩個PN結並聯起來的正向伏安特性。由於IB僅是通過正偏發射結的電流的一部分。因此當UCE升高，歲IC部分變大，IB會減小，就是輸入特性曲線隨UCE升高而向右移。但是當UCE＞1V左右之後，反偏集電結的分壓比越來越大，由發射區注入基區的少數載流子絕大部分被集電結抽走，IC的增量很小，曲線大體重合。
    輸出特性是指以IB為參變量的IC-UCE關係，由於UCE是兩個PN結上的電壓之和，IC的大小在很大程度上決定於UCE在兩個結上的分配情況。當UCE較小時，例如小於1V時，如果UBE也很小，則UCE的作用將首先是提高發射結的正偏壓，使IE隨著UCE的提高而迅速增加。如果UBE已足夠大，則UCE的作用將首先是抵消UBE對集電結的正向偏置。在其中建立起能從基區抽取少數載流子的反向電場，UCE的增加能明顯改善集電極的收集能力。但是在發射結和集電結的都已進入正常工作狀態之後，UCE將主要降落在集電結上，電流增益特性是以UCE為參變量的IC-IB關係，可以直接測量，也可以根據輸出特性推算。
   3.共集電極特性

（PNP電晶體的共集電極特性測試電路及輸入特性曲線）


    以集電極作為電晶體的兩個偏置電路的公共端的的接法叫共集電極接法，相應的電晶體工作特性叫共集電極特性。其輸出特性和電流增益特性與共發射極接法中的這兩大特性非常相近，因為一個電晶體IE和IC近似相等。而共集電極輸出特性是指IB為參變量的IE-UCE關係，增益特性是以UCE為參變量的IE-IB關係。但是共集電極接法中的輸入特性與共集電極接法和共發射接法的輸入都不相同。這裡輸入特性定義以UCE為參變量的IB-UCB關係。由UCE=UCE-UBE,由此式克制，輸入電壓UCB升高會引起UBE下降，因此IB下降且幅度很大，當UBE下降到發射結的偏移電壓值時，IB因IE接近於零而歸零。

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