晶体三极管（BJT）的开关特性

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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑晶体三极管（BJT）的开关特性 BJT的开关作用对应于触点开关的断开和闭合。如图1(a)所示为一个共放射极晶体三极管开关电路。 (a)电路(b)工作状态图解 图1 BJT的开关工作状态 图4.2.1(a)中BJT为NPN型硅管。电阻Rb为基极电阻，电阻Rc为集电极电阻，晶体三极管T的基极b起掌握的作用，通过它来掌握开关开闭动作，集电极c及放射极e形成开关两个端点，由b极来掌握其开闭，c.e两端的电压即为开关电路的输出电压vO。当输入电压vI为高电平常，晶体管导通，相当于开关闭合，所以集电极电压vc0，即输出低电平，而集电极电流iCVCC/RC。当输入电压vI

2、为低电平常，由图可见，晶体管截止，相当于开关断开，所以得集电极电流iC0，而集电极电压vcVCC，即输出为高电平。这就是晶体三极管的抱负稳态开关特性。晶体三极管的实际开关特性打算于管子的工作状态。晶体三极管输出特性三个工作区，即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。假如要使晶体三极管工作于开关的接通状态，就应当使之工作于饱和区；要使晶体三极管工作于开关的断开状态，就应当使之工作于截止区，放射极电流iE=0，这时晶体三极管处于截止状态，相当于开关断开。集电结加有反向电压，集电极电流iC=ICBO，而基极电流iB=-ICBO。说明三极管截止时，iB并不是为0，而等于-ICBO。基极开路

3、时，外加电源电压VCC使集电结反向偏置，放射结正向偏置晶体三极管基极电流iB=0时，晶体管并未进入截止状态，这时iE=iC =ICEO还是较大的。晶体管进入截止状态，晶体管基极与放射极之间加反向电压，这时只存在集电极反向饱和电流ICBO，iB =-ICBO，iE=0，为临界截止状态。进一步加大基极电压的肯定值，当大于VBO时，放射结处于反向偏置而截止，流过放射结的电流为反向饱和电流IEBO，这时晶体管进入截止状态iB = -(ICBO+ IEBO)，iC= ICBO。放射结外加正向电压不断上升，集电极电流不断增加。同时基极电流也增加，随着基极电流iB 的增加基极电位vB上升，而随着集电极电流i

4、C的增加，集电极电位vC却下降。当基极电流iB增大到肯定值时，将消失vBE =vCE的状况。这时集电结为零偏，晶体管消失临界饱和。假如进一步增大iB ，iB增大，使得集电结由零偏变为正向偏置，集电结位垒降低，集电区电子也将注入基区，从而使集电极电流iC随基极电流iB的增大而增大的速度减小。这时在基区存储大量多余电子-空穴对，当iB连续增大时，iC基本维持不变，即iB失去对iC的掌握作用，或者说这时晶体管的放大力量大大减弱了。这时称晶体管工作于饱和状态。一般地说，在饱和状态时饱和压降VBE(sat)近似等于0.7V，VCE(sat)近似等于0.3V。由图4.2.1(a)可看出，集电极电流iC的增加受外电路的限制。由电路可得出iC的最大值为ICM= VCC/ RC。晶体管进入饱和状态，基极电流增大，集电极电流变化很小，即iC=ICS=(VCC-VBE(sat)/RC晶体管处于临界饱和时的基极电流为IBS=ICS/=(VCC-VBE(sat)/RC 结论：晶体三极管工作在饱和区时，其集电结及放射结均处于正向偏置的导通状态。这时集电区和放射区的电子分别越过位垒向基区注入，基区存储了大量多余电子-空穴对而呈饱和状态。 第 2 页 共 2 页