三極管直流增益hFE及輸入特性曲線

三極管是模擬電路的基礎(chǔ)，需要重點理解，以NPN型三極管為介紹對象。

三極管直流增益hFE

上圖中NPN型三極管的基極、集電極和發(fā)射極的電流滿足關(guān)系IE=IB+IC，滿足基爾霍夫電流定律。三極管的直流增益hFE=IC/IB，該參數(shù)描述了三極管電流放大的能力。這里要注意hFE參數(shù)并不是恒定不變的，不同的測設(shè)條件下其值不同，需要根據(jù)具體三極管數(shù)據(jù)手冊給出的相關(guān)表格來確定。既然hFE直流增益這個參數(shù)反映三極管的電流放大能力，當然可以提高基極電流以此提高集電極電流，不過集電極電流不能超過三極管數(shù)據(jù)手冊給出的最大值，否則會有燒毀三極管的風(fēng)險。

三極管輸入特性曲線

首先在multisim中搭建如圖所示電路圖，圖中Q1是NPN型三極管（即BE結(jié)是PN二極管），因此要想讓三極管Q1發(fā)揮電流放大的作用，發(fā)射結(jié)之間的電壓需要達到0.7V以上。當調(diào)節(jié)R2電阻到30%時電壓表顯示發(fā)射結(jié)電壓等于0.713V，此時三極管Q1導(dǎo)通且起到電流放大的作用（三極管截止時集電極電流只有幾個毫安）；繼續(xù)調(diào)節(jié)R2電阻讓三極管保持導(dǎo)通，我們會發(fā)現(xiàn)集電極電流變化比較明顯而發(fā)射結(jié)之間的電壓幾乎沒變，這就是三極管的輸入特性，曲線表示如下。

三極管輸出特性曲線

三極管的輸出特性：當基極電流為常數(shù)時，三極管集電極電流IC與集電-發(fā)射極之間電壓UCE之間的關(guān)系曲線，根據(jù)不同的基極電流IB，將得到三極管的輸出特性曲線是一組曲線，如上圖所示。

三極管的輸出特性分為三個狀態(tài)：飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。

飽和區(qū)：三極管工作在飽和區(qū)時基極-發(fā)射極和基極-集電極之間都處于正向偏置，從圖中可以看出飽和區(qū)的三極管集電極電流IC隨著UCE的增大而增大，特別是UCE幾乎為零時IC增大速率很明顯。集電極電流IC超過一定值時，三極管的直流增益hFE會下降。當直流增益hFE下降到正常數(shù)值的三分之二時的集電極電流，稱為三極管的最大集電極電流。

放大區(qū)：三極管工作在放大區(qū)時基極-發(fā)射極處于正向偏置，基極-集電極之間處于反向偏置（因為UCE大于0.7V），這個時候三極管集電極電流IC變化很平緩，也就是說三極管集電極電流IC等于直流增益hFE與基極電流IB的乘積?；鶚O開路時加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓成為集-射極反向擊穿電壓。當UCE大于集-射極反向擊穿電壓時將導(dǎo)致三極管的擊穿（相當于二極管的PN結(jié)加上反向偏置電壓超出最大反向耐壓導(dǎo)致二極管的擊穿）。三極管的數(shù)據(jù)手冊中給出的集-射極反向擊穿電壓一般是常溫25℃下的值，該值隨著環(huán)境溫度的升高而降低，使用時要特別注意。

截止區(qū)：顯然此時三極管基極-發(fā)射極處于反向偏置，基極電流IB等于0。

總的來說三極管截止時等效于一個開關(guān)的斷開（電阻無窮大），所以三極管集電極電流IC等于零；三極管飽和時等效于一個開關(guān)的接通（電阻很?。?，所以三極管集電極和發(fā)射極之間的電壓幾乎為零。集電極電流IC通過集電結(jié)時會產(chǎn)生熱量，引起三極管的參數(shù)變化。當三極管因受熱引起的參數(shù)變化不超過允許值時，集電極小號的功率等于IC和UCE的乘積。

責任編輯人：CC