三极管的伏安特性

三极管的伏安特性是指三极管各极间电流与电压的关系。它是分析三极管放大性能的主要依据。将三极管的发射极作为公共端，基极与发射极作为输入端、集电极和发射极作为输出端形成共射电路，三极管的共射伏安特性可以由图2 − 3 − 3中的电路进行实验测出。

图2 − 3 − 3 三极管伏安特性测试电路

1. 输入特性

当uCE不变时，输入回路中的电流iB与电压uBE之间的关系曲线称为输入特性，即

图2 − 3 − 4（a）为实测的输入特性曲线。显然，这一曲线与二极管正向特性曲线相似，在此就不作进一步分析了。

2. 输出特性

当iB不变时，输出回路中的电流iC与电压uCE之间的关系曲线称为输出特性，即

图2 − 3 − 4（b）为实测的输出特性曲线。该曲线的测试过程如下：

调节RW使iB=40μA，维持这一值不变，逐渐调大VCC ，可测得图2 − 3 − 4（b）中iB=40μA所示的曲线。当取不同的iB值时，可得到图2 − 3 − 4（b）中所示的曲线簇。

图2 − 3 − 4 三极管伏安特性

（a）输入特性；（b）输出特性

从输出特性曲线可看出：

（1）曲线起始部分较陡。iC=0，uCE=0，uCE↑→ iC↑。

（2）当uCE增加到大于1 V时，曲线变化逐渐趋于平稳。uCE进一步增大，曲线也不再产生显著变化，而呈现一条基本与横轴平行的直线。

在三极管的输出特性曲线上，可以把三极管的工作状态分为三个区域，即截止区、放大区和饱和区，如图2 − 3 − 4（b）所示。

（1）截止区。

一般将iB≤0的区域称为截止区。在图中为iB=0的一条曲线的以下部分，此时iC也近似为零。由于此时各极电流都基本上等于零，因而此时三极管没有放大作用。

此时发射结反向偏置，发射区不再向基区注入电子，三极管处于截止状态。所以，在截止区，三极管的两个结均处于反向偏置状态。对NPN三极管，uBE＜0，uBC＜0。

（2）放大区。

放大区，即曲线上比较平坦的部分，此时发射结正向偏置，集电结反向偏置。表示当iB一定时，iC的值基本上不随uCE而变化。在这个区域内，当基极电流发生微小的变化量ΔiB时，相应的集电极电流将产生较大的变化量ΔiC，iC相当于是受iB控制的受控电流源，有电流放大作用。此时二者的关系为

对于NPN三极管，工作在放大区时，uBE≥0.7V，而uBC＜0。

（3）饱和区。

在输出特性曲线上，饱和区确切范围不易明显地划出，它大致在曲线簇的左侧，uCE较小的区域（uCE u＜BE ），如图2 − 3 − 4（b）所示。

当三极管处于饱和状态时，如果保持基极电流iB的值不变，集电极电流i C会随着uCE的增大迅速增大。此时三极管失去了电流放大作用。

饱和时三极管c与e间的电压记作UCES，称为饱和压降。一般小功率硅管的UCES≈0.3V，锗管UCES≈ 0.1V。

此时发射结、集电结都处于正向偏置，三极管处于饱和状态。当集电极外接电阻RC阻值很大，或者集电极电流iC较大时就会出现这种情况。