NPN型晶体管的伏安特性解析

Baekhyn0506 2023-02-20 1708

模拟技术

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伏安特性是指横轴为电压、纵轴为电流的一组测试记录。那么NPN型晶体管的伏安特性增模描述呢? 晶体管有三个引脚，因此需用通过两个伏安特性来展示晶体管的特征，这两个伏安特性分别为输入伏安特性和输出伏安特性。

晶体管输入伏安特性是指基极电流iB与发射极电压UBE之间的关系，但是这种关系受到集电极电压UCE的影响。

将晶体管按照图1连接，将UCE设为5V，改变UBE，测量基极电流iB，则可以得到基极电流iB与UBE的关系，为图2所示的一根曲线。将UCE从5V开始降低电压值，每次降低1V，可得到多根曲线。仔细观察发现，除UCE=0V 比较特殊之外，其余的曲线基本上是重合的-----称为簇线。

这一簇重合线，就是晶体管输入伏安特性; 晶体管在大多数情况下，都是工作在UCE>0V的情况下。这一簇曲线可以用以下表达式近似描述：

其中，UT被称为热电压，是一个与绝对温度成正比的值，在27℃时约为26mV.IS称为反相饱和电流，每个晶体管具有不同的值，当UBE趋于负无穷时，iB趋于-IS，当发射极电压UBE远大于UT时，以上公式近似为一个指数表达式。当UBE>0.7V，晶体管的iB开始呈现明显的电流。

晶体管输出伏安特性是指一个确定的基极电流iB下，集电极电流iC与UCE之间的关系。

按照图3 连接晶体管，理论上晶体管集电极电流iC与基极电流iB成正比，与施加在集电极和发射极之间的电压无关，NPN晶体管理想的输出伏安特性如图4.但是现实中的输出伏安特性如图5.

说明：

1) 放大区：图5中标注的中心空白区域，在此区域内，晶体管集电极电流iC几乎不受UCE控制，近似与iB成正比关系，满足公式 iC=iB。在放大区集电极电流iC等于基极电流iB的倍，与UCE无关。

2) 饱和区：图5中标注的竖线区域，在此区域内，iC随着电压UCE增大而增加，一般认为当UCE

3) 截止区：当iB=0时，iC并不为0 ，而是村在与UCE相关的漏电流，当iB=0的区域为截止区。

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