三极管特性曲线

晶体管三个极，与二极管不同，所以不是简单的二极管的伏安特性曲线能解决的，要分析三极管，这里只说共射电路，就分为两个端口输入和输出，分别是输入特性曲线和输出特性曲线。

输入特性曲线
输入端，基极与射极之间的电压UBE和电流IB。输入信号是UBE，UBE控制电流IB，IB再控制IC，所以输入特性曲线研究的是UBE对IB的控制。如下
IB=f(UBE)|UCE=常数
**含义：**IB的大小受输入信号UBE的控制。
IB和UBE之间的关系就是二极管的伏安特性曲线，因为发射结是正向偏置的。所以如下图

看了上面曲线，关于UBE和IB之间的关系很容易明白，但也还有两个非常明显的问题：
1.为什么UCE变大曲线右移
2.为什么UCE大于1v之后，曲线基本不移动了

分析：UCE=0v时，集电极与射极短路，就是PN结的伏安特性曲线。
当集电极电压逐渐增大的时候，集电结的正偏慢慢的变成了反偏，漂移运动逐渐增强，集电结收集电子的能力逐渐增强，所以当相同UBE的情况下面，UCE变大流向基极的电流IB变小。而当UCE=1v的时候，集电结已经将发射结扩散到基区的电子全部收集走，所以当UCE>1v的时候，曲线几乎不再左移。这样以来，上面的两个问题相信解释的很清楚了。

输出特性曲线
IC与UCE之间的关系，但是还收到IB的影响。
IC=f（UCE）|IB=常数

分析：这是一个曲线组，取其中一条分析当IB=0的时候这个电流是穿透电流ICEO，当IB=IB1的时候，刚开始UCE从零逐渐增大的过程，集电结由正偏慢慢到反偏，集电极收集电子的能力逐渐增强，所以曲线慢慢上升，但是当集电极将发射区扩散过来的电子基本全部收集走的时候，此时再增大UCE，IC就趋于不变了。所以整个曲线的走向是先上升，然后趋于平缓。
截止区：IB=0，发射结没有正偏，此时的电流是穿透电流ICEO。
放大区：此时从图中可以看出，IC的变化不受UCE的控制，完全受IB的控制，而且IC/IB约等于一个定值。
饱和区：此时从图中可以看出来IC不受IB的控制，整个三极管就类似于一个大导体，双结正偏。这时又一个UCES饱和压降。

比较难以理解的就是饱和区，当βIB>ICmax的时候就进入饱和区了。双结正偏UCE很小，集电结也正偏，此时的IC<βIB。
饱和区理解很重要的两点：
对于一个IB不变的电路来说，IB放大得到的IC是大于IB饱和时的IC的,因为UCE是变化的。
对于一个UCE不变的电路来说，饱和时的IC就是ICmax，此时的UCE不足以支持IC到达此时的βIB，所以此时的βIB>ICmax。

所以想让一个工作再放大区的三极管工作在饱和区，也就是从βIB=ICmax到βIB>ICmax有两种办法：
1.增加UBE也就是增大IB
2.减小UCE也就是减小ICmax
两种方法的趋势都是使集电结正偏。

主要参数

共射电流放大系数β⑧和β
在共射极放大电路中，若交流输入信号为零，则管子各极间的电压和电流都是直流量，此时的集电极电流IC和基极电流IB的比就是β⑧，β⑧称为共射直流电流放大系数。
当共射极放大电路有交流信号输入时，因交流信号的作用，必然会引起IB的变化，相应的也会引起IC的变化，两电流变化量的比称为共射交流电流放大系数β，即

上述两个电流放大系数β⑧和β的含义虽然不同，但工作在输出特性曲线放大区平坦部分的三极管，两者的差异极小，可做近似相等处理，故在今后应用时，通常不加区分，直接互相替代使用。
由于制造工艺的分散性，同一型号三极管的β值差异较大。常用的小功率三极管，β值一般为20～100。β过小，管子的电流放大作用小，β过大，管子工作的稳定性差，一般选用β在40～80之间的管子较为合适。

极间反向饱和电流ICBO和ICEO
（1）集电结反向饱和电流ICBO是指发射极开路，集电结加反向电压时测得的集电极电流。常温下，硅管的ICBO在nA（10-9）的量级，通常可忽略。
（2）集电极-发射极反向电流ICEO是指基极开路时，集电极与发射极之间的反向电流，即穿透电流，穿透电流的大小受温度的影响较大，穿透电流小的管子热稳定性好。

极限参数
（1）集电极最大允许电流ICM

晶体管的集电极电流IC在相当大的范围内β值基本保持不变，但当IC的数值大到一定程度时，电流放大系数β值将下降。使β明显减少的IC即为ICM。为了使三极管在放大电路中能正常工作，IC不应超过ICM。

（2）集电极最大允许功耗PCM
晶体管工作时、集电极电流在集电结上将产生热量，产生热量所消耗的功率就是集电极的功耗PCM，即
PCM=ICUCE （5-7）
功耗与三极管的结温有关，结温又与环境温度、管子是否有散热器等条件相关。根据5-7式可在输出特性曲线上作出三极管的允许功耗线，如图5-8所示。功耗线的左下方为安全工作区，右上方为过损耗区。
手册上给出的PCM值是在常温下25℃时测得的。硅管集电结的上限温度为150℃左右，锗管为70℃左右，使用时应注意不要超过此值，否则管子将损坏。

（3）反向击穿电压UBR（CEO）
反向击穿电压UBR（CEO）是指基极开路时，加在集电极与发射极之间的最大允许电压。使用中如果管子两端的电压UCE＞UBR（CEO），集电极电流IC将急剧增大，这种现象称为击穿。管子击穿将造成三极管永久性的损坏。三极管电路在电源EC的值选得过大时，有可能会出现，当管子截止时，UCE＞UBR（CEO）导致三极管击穿而损坏的现象。一般情况下，三极管电路的电源电压EC应小于1/2 UBR（CEO）。

温度的影响
1.温度对输入特性的影响
对于输入来说，和二极管的正向特性一样，UBE正向偏置，二极管正偏，温度每升高一度，UBE下降2mv左右。
2.对于输出的影响
对于输出来说，集电结反偏，有反向饱和电流ICEO,ICEO是由少数载流子漂移运动形成的，它与环境温度关系很大，ICEO随温度上升会急剧增加。温度上升10℃，ICEO将增加一倍。由于硅管的ICEO很小，所以，温度对硅管ICEO的影响不大。
3.对于β的影响
三极管的β随温度的升高将增大，温度每上升1℃，β值约增大0.5～1％，其结果是在相同的IB情况下，集电极电流IC随温度上升而增大。