晶体三极管开关特性.ppt

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1、二极管开关的通断是受两端电压极性控制。三极管开关的通断是受基极b控制。1、三极管的三种工作区域三、晶体三极管开关特性BBCECE饱和区放大区截止区饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区——iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7V左右(硅管)。1、三极管的三种工作区域饱和区放大区截止区饱和区放大区截止区三极管工作在放大区。三

2、极管放大条件：放大特点：基极电流IB对集电极电流IC有很强的控制作用,IC=βIB。从特性曲线上可以看出，在相同的VCE条件下，IB有很小的变化量ΔIB，IC就有很大的变化量ΔIC。2、三极管的三种工作状态①、放大状态三极管有放大能力，ic＝βib三极管工作在饱和区。饱和区VCE比较小，也就是IC受VCE显著控制区。即将输出曲线直线上升和弯曲部分划为饱和区。三极管饱和条件：基极电位高于发射级、集电极电位。2、三极管的三种工作状态②、饱和状态ib≥IBS饱和区放大区截止区三极管饱和特点：当VCE减少到一定程度后，集电结收集载流子的能力减弱，造成发射结“发射有

3、余，集电结收集不足”，集电极电流IC不再服从IC=βIB的规律。三极管饱和时的等效电路：2、三极管的三种工作状态硅管0.7V锗管0.3V硅管0.3V锗管0.1V不考虑管压降时的等效电路等效于开关闭合VCESbcVBES++--eecb饱和区放大区截止区三极管工作在截止区，IB=0曲线以下。发射结、集电结均反偏。VBE≤0VBC<0三极管相当于开路三极管截止等效电路：所以可以利用三极管饱和、截止状态作开关。三极管截止条件：2、三极管的三种工作状态③、截止状态等效于开关断开ecb饱和区放大区截止区三极管PN结四种偏置方式组合发射结(be结)集电结(bc结)工作

4、状态正偏反偏放大状态正偏正偏饱和状态反偏反偏截止状态反偏正偏倒置状态根据VCC和RC值，在输出特性曲线上画一条负载线。当Vi<0时：三极管截止，工作在特性曲线A点。当ib＝60μA时iC=βib=50X60=3mAT临界饱和当ib>60μA时iC几乎不变。三极管进入饱和区。临界饱和时基极电流：饱和时集电极电流：例：共发射极电路RC2KΩVCC=6VRBvivoβ=50ibic-1V+3V首先求出基极电流然后求出临界饱和时基极电流：三极管工作在饱和状态，大的越多，饱和的越深。三极管工作在放大状态三极管工作在截止状态如何判断三极管工作状态理想情况下：（饱和、截

5、止动作瞬时完成）三极管开关和二极管开关一样，都存在开关惰性。三极管在作开关运用时，三极管饱和及截止两种状态不是瞬时完成。因为三极管内部存在着电荷建立和消散过程。Vi=＋Vb2时：T饱和Vi=－Vb1时：T截止2、三极管开关惰性RCVCCRBvivoibicRCVCCRBvivoibicVi=-Vb1时：T截止ib≈0ic≈0实际情况下：输入由－Vb2上跳到＋Vb1,T由止→放大→饱和。输入由＋Vb2下跳到-Vb1,由饱和→放大→止。需要经历四个时间：延迟时间:ic由0上升到0.1icmax上升时间:ic由0.1icmax上升到0.9icmax存储时间:ic

6、由Icmax下降到0.9icmax下降时间:ic由0.9icmax下降到0.1icmaxT由截止→导通需要的时间：tON=td+trT由导通→截止需要的时间：tOff=ts+tf三极管开关惰性用基区电荷分布图说明当输入发射结由：反偏→正偏所需时间td正向偏压基极驱动电流发射区扩散到基区电子数集电极收集的电子数由小到大变化当基区的电子浓度增加到4时：发射结正偏后：集电极电流达到临界饱和：ICS基区中电子积累所需时间：tr三极管由截止进入饱和过程：电子浓度开关惰性形成的原因：临饱放大正偏IB≥IBS时，发射结发射有余，集电极收集不足。过剩电子在基区积累，如4→

7、5。这段时间就是存储时间ts当ib继续增加：电子浓度分析输入信号由：希望基极驱动电流ib1很大，加速三极管由截止向饱和转变，缩短上升时间tr，减少延迟时间，提高工作速度。虽然ib1增加带来td、tr减小。同时也会使ts增加。要求驱动电流不是常数，而是前大后小，前大加速建立，后小不过分饱和。开关惰性形成的原因：正偏放大临饱深饱电子浓度当输入三极管由饱和进入截止过程：由于基区电子不能立即消失，T仍然饱和，其转变过程是：随正偏压的减小，基区存储的电子逐渐减小。5→4区间中电子积累从深饱和→浅饱和→临界饱和→放大→截止。分析输入信号由：希望基极驱散电流ib2很大,

8、加速三极管由饱和向截止状态转变。同样ib2增加带来tf减小。同时也