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半導體三極管的特性曲線

在設計半導體三極管電路時，往往需要了解半導體三極管各極電流與電壓之間的關系。半導體三極管的特性曲線就是用來描述這種關系的曲線。

下面仍以常見的NPN 三極管共發射極電路來說明半導體三極管的輸入特性曲線和輸出特性曲線。測繪半導體三極管特性曲線的電路如圖15-4 所示。圖中的電源EC用來供給發射結正向偏莊，而電源EC則用來供給集電結反向偏壓。EB和EC都是可以調整的，以便可以得到從零到所需值的不同電壓。

1.輸入特性曲線
當半導體三極管的集電極與發射極之間的電壓VCE為某一固定值時，基極電壓VBE與基極電流IB間的關系曲線稱為半導體三極管的特性曲線，即

如果將VCE 固定在不同電壓值條件下.然后在調節EB的同時測量不同IB值對應的UBE值，便可繪出半導體三極管的輸入特性曲線。圖15-5 所示為3DG4管子的輸入特性曲線。

從輸入特性曲線上可以看出，UCE越大，曲線越往右移，而實際上，當UCE > 1V 后，輸入特性曲線彼此靠得很近，因此一般只作一條UCE > I V 的輸入特性曲線，就可以代替不同UCE 的輸入特性曲線。

2. 輸出特性曲線
當半導體三極管的基極電流IB為某一固定值時，集電極電壓UCE 與集電極電流IC之間的關系曲線，稱為半導體三極管的輸出特性曲線，即

對應IB取不同定值時，改變UCE 并測量對應的IC， 則可得到半導體三極管的輸出特性曲線組。圖15-6 所示為3DG4管子的輸出特性曲線。

通常把輸出特性曲線分為三個區域，即放大區、飽和區及截止區。
(1)放大區
在IB=0 的那條特性曲線上，各條特性曲線起始的陡斜部分右側的區域為放大區。只有在放大區， IB的微小變化才會引起IC有很大的變化。同時IC的變化基本上與UCE無關，它只受lB的控制。可見，半導體三極管只有工作在這個區域才具有電流放大作用。

(2) 飽和區
圖15-6 左邊的陰影區所示的區域為飽和區。管子產生飽和區的原因是:在集電極回路中，電源EC固定，通常總接人負載RL。 當IC增大時， UCE = EC - ICRL 必然下降。當UCE下降到UBE 以下時， IB再增大， IC基本上不再發生變化， IC達到飽和程度，此時半導體三極管失去電流放大能力。三極管處于飽和狀態時，集電極與發射極之間的電壓UCE很小，此時的電壓稱為三極管的飽和壓降，以UCES表示。小功率硅三極管的UCES 為0.3 - 1V; 小功率鍺三極管為0.2-0.3V; 大功率三極管為1- 3V 。三極管處于飽和工作狀態時，雖然失去了放大作用，但由于集電極和發射極之間相當于短接，因而三極管在電路開關中起到"通"的作用。

(3)截止區
圖15-6 中IB=0的那條輸出特性曲線以下的部分稱為截止區。處于截止狀態的三極管，由于發射結和集電結均反向偏置，相當于集電極與發射極之間斷路，它也失去了放大作用，所以此時的三極管可以起電路開關中的"關"作用

從上述三個工作區可見.放大電路中的三極管大都工作在放大區。如果將三極管交替應用在截止區和飽和區，它就可以起到電子開關的作用，這在脈沖單元電路中將得到廣泛的應用。