一文讀懂三極體特性曲線

以上共射輸出特性曲線（I

C

-U

CE

曲線

）摘自Fairchild SS8050手冊，為了便於理解，添加了一些描述資訊。不少人看到以上三極體輸出特性曲線都會一臉蒙圈，不管怎麼看都是彆彆扭扭的，但是又說不出來哪裡彆扭。本文直接引用三極體的一些基本知識，具體請參考上一篇文章《三極體原理詳解》。要理解以上輸出特性曲線，首先說一下什麼是截止、飽和、放大。

1、

截止

當發射結小於開啟電壓，集電結反偏，此時Ib和Ic幾乎都為零，集電結反向偏置再強也沒用，此時Ube太小，發射區不能傳送電子到基區，或者傳送很少電子到基區，也就是不能形成明顯集電極電流。

2、

放大

發射結正向偏置且大於開啟電壓，集電結反向偏置，此時Ube足夠大，能夠把大量電子傳送到基區，集電結反向偏置能夠把大量基區電子吸入集電區，形成明顯集電極電流。放大狀態下Ib和Ic呈現固定比例關係，如特性曲線所示，具體原理請參考上一篇文章《三極體原理詳解》。

3、

飽和

截止和放大都好理解，一提到飽和好多人就蒙圈了，什麼是飽和？我們一般理解飽和是這樣的，Ib增大到一定程度後，Ic不按照固定比例增大，增大程度減小，或者說不增大，就是飽和，這時候Ic不再受Ib控制，三極體失去了電流放大能力。

4、

共射特

性曲線解讀

特性曲線中有三個引數，Ib、Ic、Uce，為了便於理解，我們假設某個引數為定值，進行電路分析。

1）

假定

Ib一定的情況下，人為控制Uce，使Uce逐漸減小或者增大，這裡以逐漸減小為例進行分析。

Ib不變，那麼Ube基本不變，發射區傳送到基區的電子數量基本不變，如果Ucb的反偏電場強度大，那麼收集電子的能力就強，幾乎所有基區電子都被收集，“有多少吃多少”，這時Ic電流主要取決於發射區送入基區的電子數量，Ib和Ic呈固定比例關係，即，處於放大區。隨著Uce逐漸減小，Ucb也逐漸顯小，集電結的收集電子能力減弱，發射區送過來的電子不能全部“吃下”，導致Ic減小。當Uce電壓等於Ube的時候Ucb電壓為0，集電結處於臨界飽和狀態。隨著Uce進一步減小，集電結開始正向偏置，三極體飽和失去放大能力。說的通俗點，集電結就像個“橋”，處於放大狀態時，橋上的車輛通行順暢，隨著Uce減小，這個橋變窄了，車流量不變（Ib、Ube不變）的情況下，橋上必然擁堵不堪，通行能力下降（Ic減小）。此時就算增大車流量（Ib、Ube增大）也於事無補，通行能力還是不能提高（Ic不變）。

下圖中電路工作點從A位置沿著Ib=1。5mA曲線移動到B位置，剛開始Ic和Ib保持固定的比例關係，即圖片中的藍色箭頭位置，和Uce基本不相關。隨著Uce的進一步減小，Ic逐漸減小，如紅色箭頭位置，Ib不變，Ib和Ic的固定比例關係遭到破壞，三極體逐漸趨於飽和。

可以透過以下電路驗證：

2）Uce一定的情況下，人為控制Ib，使Ib逐漸增大或者減小，這裡以逐漸增大為例進行分析。

隨著Ib逐漸增大，Ube同樣增大，越來越多的電子從發射區進入基區，如果集電結能夠全部吃下這些電子，說明此時處於放大區，Ic取決於Ib（圖中的A工作點）。隨著Ib進一步增大，集電區傳送到基區的電子越來越多，但Uce不變，Ucb反偏電壓減小，集電結收集電子能力下降。基區電子增多，收集能力下降，慢慢地集電結開始對基區的電子有點力不從心了，集電結不能使所有電子進入集電區，慢慢進入飽和，Ib和Ic固定比例關係被破壞，隨著Ib增大，Ic增長放緩，直至不在增長。

Δ1、Δ2、Δ3幾乎相等，Ib和Ic呈固定比例關係。

Δ4明顯偏小，說明集電結“力不從心”，Ic增長放緩，快飽和了。

可以透過以下電路驗證：

3）下面以常見的共射放大電路，進一步介紹特性曲線

以上是常見的共射放大電路，電路中的Ib和Ic、Uce都不是固定不變的。工作點在特性曲線呈現出來的是一條傾斜的軌跡。如下電路，此時工作點在A點，隨著基極電流逐漸增大，Ic也成比例增大，因為集電極和射極電阻的存在，Ic增大，導致Uce減小。所以隨著Ib增大，工作點在特性曲線上是一個向左上傾斜的軌跡，逐漸走向飽和。

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