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学习指导：双极型晶体管

2023-11-24 理论教育版权反馈

【摘要】：图3-4 晶体管的结构和符号a）NPN型 b）PNP型1.晶体管概述基本结构。发射极的箭头既表示NPN型与PNP型晶体管的区别，又代表发射结正偏时发射极电流的实际方向。③当iB增加时，曲线上移，表明对于同一uCE，iC随iB增大而增大，即晶体管具有电流放大作用。击穿区不是晶体管的工作区域。

图3-4 晶体管的结构和符号

a）NPN型 b）PNP型

1.晶体管概述

（1）基本结构。

两个PN结：集电结（或称CB结）；发射结（或称EB结）。

引出3个电极：集电极C、基极B和发射极E。

（2）符号。

分为NPN型和PNP型晶体管，如图3-4所示。

发射极的箭头既表示NPN型与PNP型晶体管的区别，又代表发射结正偏时发射极电流的实际方向。

（3）电流放大和分配关系。

I_E=I_C+I_B （3-1）

I_C=βI_B+（1+β）I_CBO≈βI_B （3-2）

集-基极间反向饱和电流I_CBO：一般很小，是晶体管的有害成分。

电流放大系数：β≈I_C/I_B，可理解为将I_B放大β倍变为I_C，是晶体管最重要的特性。

2.晶体管的特性曲线

（1）晶体管电路3种基本组态：共发射极、共基极和共集电极电路，如图3-5所示。

图3-5 晶体管3种基本组态电路

a）共发射极 b）共基极 c）共集电极

（2）共发射极输入特性曲线。

1）定义：输入电流i_B与输入电压u_BE之间的函数关系，如图3-6a所示。

2）特点：①输入特性曲线是一族曲线，对应于每一u_CE，就有一条输入特性曲线。当u_CE≥1V后，输入特性曲线族基本重合，因此u_CE=1V的那一条可以作为代表。

②输入特性曲线与二极管正向伏安特性曲线相似。特性曲线上也有一段死区，只有在u_BE大于死区电压时，晶体管才能产生i_B。硅管的死区电压约0.5V，锗管约0.2V。

③在正常工作情况下，即放大工作状态时，硅管的u_BE约为0.6～0.7V，锗管约0.2～0.3V。

若晶体管为PNP型时，输入特性曲线极性相反。即若坐标轴正向取-i_B及-u_BE，则特性曲线与NPN型一致。

（3）共发射极输出特性曲线。

1）定义：输出电流i_C与输出电压u_CE之间的函数关系，如图3-6b所示。

2）特点：①输出特性曲线是一族曲线，对应于每一i_B都有一条输出特性曲线。

(www.chuimin.cn)

图3-6 NPN型晶体管共发射极电路特性曲线

a）输入特性曲线 b）输出特性曲线

②当u_CE>1V后，曲线比较平坦，即i_C不随u_CE增大而增大，具有恒流特性。

③当i_B增加时，曲线上移，表明对于同一u_CE，i_C随i_B增大而增大，即晶体管具有电流放大作用。

（4）晶体管共射电路工作状态。

可分为放大、截止和饱和工作状态，如图3-7所示。

1）放大区。

条件：发射结正偏，集电结反偏。

特点：i_C=βi_B，i_C与i_B成正比关系。

2）截止区。

条件：发射结反偏，集电结反偏。

特点：i_B=0，i_C=I_CEO≈0。

图3-7 晶体管3个工作区域

截止区对应于图3-7中i_B=0那条输出特性曲线与横轴之间的部分。

3）饱和区。

条件：发射结正偏，集电结正偏。

特点：i_C与i_B不成比例。即i_B增大，i_C很少增大或不再增大，达到饱和，失去放大作用。

饱和区对应于图3-7中输出特性曲线几乎垂直上升部分与纵轴之间的区域（深饱和）以及输出特性曲线趋于平坦前弯曲部分区域（浅饱和）。

4）击穿区。

击穿区不是晶体管的工作区域。当u_CE大于一定数值后，输出特性曲线开始上翘，若u_CE进一步增大，晶体管将击穿损坏。将每一条输出特性曲线开始上翘的拐点连成一线，右边部分即为击穿区，如图3-7所示。

3.晶体管的主要参数

①电流放大系数β。

②集-基极间反向饱和电流I_CBO和集-射极间反向饱和电流I_CEO。

③集电极最大允许电流I_CM。

④集电极最大允许耗散功率P_CM。

⑤集-射极间反向击穿电压U_（BR）CEO。

⑥特征频率f_T。