雙極晶體管的靜態(tài)工作特性是指它在特定接法中的輸入特性,輸出特性和電流增益特性。
一個(gè)晶體管共基極,共發(fā)射極和共繼點(diǎn)擊三種接法,因而有三組工作熱性曲線來完整地描述其工作性能,由于晶體管的工作特性是其內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn),起作用的因素很多,因而分散性較大,即便是型號(hào)相同的管子也會(huì)有較大差別。下面對(duì)三種工作特性進(jìn)行詳細(xì)說明(曲線僅供參考,在實(shí)際的應(yīng)用中還需要進(jìn)行測(cè)量)
1.共基極特性
pnp晶體管的一組典型共基極特性曲線和測(cè)試電路圖
這里輸出特性是指以集電結(jié)電壓ucb=0時(shí),該特性即是發(fā)射結(jié)的正向伏安特性,ucb等于等值的時(shí)候,由于集電結(jié)空間電荷區(qū)的展寬使中性基區(qū)變窄,因而相同ueb對(duì)應(yīng)的ie值升高,即輸入特性曲線隨著參量的升高向左移動(dòng)。
輸出特性是指集電極為為參變量的ic-ubc的關(guān)系。當(dāng)ie=0時(shí),該特性就是集電極結(jié)的反向伏安特性。在集電結(jié)上有不超過其偏移電壓值(對(duì)硅管為0.7v左右)的正偏壓時(shí),若ie≠0,則ic≠0,這就是集電內(nèi)建電廠抽取正偏發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少數(shù)載流子造成的,因而在注入未停之時(shí),只有用外加正偏壓抵消內(nèi)建電廠才能使用ic=0。電流增益特性又叫正向轉(zhuǎn)移特性,是以u(píng)cb為參量的ic-ie關(guān)系。該特性既可直接測(cè)出亦可以從輸出特性推算。
2.共發(fā)射極特性
舉例pnp晶體管共發(fā)射極特性曲線和測(cè)試電路:
電路中,輸入特性是指以整個(gè)晶體管上的壓降,即集電極發(fā)射極電壓uce為參變量時(shí),基極電流ib與發(fā)射結(jié)電壓ube的關(guān)系。當(dāng)uce=0時(shí),該特性相當(dāng)于組成晶體管的兩個(gè)pn結(jié)并聯(lián)起來的正向伏安特性。由于ib僅是通過正偏發(fā)射結(jié)的電流的一部分。因此當(dāng)uce升高,歲ic部分變大,ib會(huì)減小,就是輸入特性曲線隨uce升高而向右移。但是當(dāng)uce>1v左右之后,反偏集電結(jié)的分壓比越來越大,由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的少數(shù)載流子絕大部分被集電結(jié)抽走,ic的增量很小,曲線大體重合。
輸出特性是指以ib為參變量的ic-uce關(guān)系,由于uce是兩個(gè)pn結(jié)上的電壓之和,ic的大小在很大程度上決定于uce在兩個(gè)結(jié)上的分配情況。當(dāng)uce較小時(shí),例如小于1v時(shí),如果ube也很小,則uce的作用將首先是提高發(fā)射結(jié)的正偏壓,使ie隨著uce的提高而迅速增加。如果ube已足夠大,則uce的作用將首先是抵消ube對(duì)集電結(jié)的正向偏置。在其中建立起能從基區(qū)抽取少數(shù)載流子的反向電場(chǎng),uce的增加能明顯改善集電極的收集能力。但是在發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的都已進(jìn)入正常工作狀態(tài)之后,uce將主要降落在集電結(jié)上,電流增益特性是以u(píng)ce為參變量的ic-ib關(guān)系,可以直接測(cè)量,也可以根據(jù)輸出特性推算。
3.共集電極特性
(pnp晶體管的共集電極特性測(cè)試電路及輸入特性曲線)
以集電極作為晶體管的兩個(gè)偏置電路的公共端的的接法叫共集電極接法,相應(yīng)的晶體管工作特性叫共集電極特性。其輸出特性和電流增益特性與共發(fā)射極接法中的這兩大特性非常相近,因?yàn)橐粋€(gè)晶體管ie和ic近似相等。而共集電極輸出特性是指ib為參變量的ie-uce關(guān)系,增益特性是以u(píng)ce為參變量的ie-ib關(guān)系。但是共集電極接法中的輸入特性與共集電極接法和共發(fā)射接法的輸入都不相同。這里輸入特性定義以u(píng)ce為參變量的ib-ucb關(guān)系。由uce=uce-ube,由此式克制,輸入電壓ucb升高會(huì)引起ube下降,因此ib下降且幅度很大,當(dāng)ube下降到發(fā)射結(jié)的偏移電壓值時(shí),ib因ie接近于零而歸零。