CB晶体管的特性曲线解析

描述

在本文中,我们将讨论CB晶体管的特性曲线,如 CB晶体管的静态输入和静态输出特性曲线(共基)。

共基极配置下晶体管的特性曲线

图1显示了以共基(CB)配置连接的PNP晶体管。基极是输入侧和输出侧共用的端子,该端子已接地。然后我们剩下两个电压变量,即 VEB公司和 V CB公司 .进一步,当前的 IB被忽略,因为它只不过是 -(I E + 我 C ).然后我们剩下两个当前变量,即 V EB公司 、VCB公司E和我C可以选择任意两个作为自变量,另外两个作为因变量。在任何晶体管中,我们选择输入电流和输出电压作为自变量,选择输出电流和输入电压作为因变量。然后,我C和 VEB公司可以用 V 表示CB公司和我E根据以下等式:

晶体管

晶体管...........(1)

晶体管..........(2)

因此,对于CB晶体管,我们可以得到以下两个静态特性曲线系列,绘制方程(1)和(2)。

  • 静态输出特性曲线绘制公式(1)。因此,我们绘制 IC针对 VCB公司与我E作为参数,即不同 I 值的绘图曲线 E .
  • 静态输入特性曲线绘制方程(2)。因此,我们绘制 VEB公司反对我E带 VCB公司作为参数,即绘制一组 V 值的 f 曲线 CB公司 .

电路设置 |CB晶体管的输入输出特性曲线

图2给出了用于确定PNP晶体管静态特性曲线的基本电路设置。当前 IE可由电位计 R 改变 1 .但是,V低电压通常小于 1 伏。因此,我们包括一个串联电阻器R S (约 1 k-ohm)在发射极电路中保持 IE低。

电压 VCB公司可由电位计 R 改变 2 .如图 2 所示连接毫米表和电压表,读取 I=E ,C 、VEB公司和 V CB公司 .

晶体管

PNP CB晶体管的静态输出特性 |CB晶体管的输入输出特性曲线

图3显示了CB配置中典型PNP Ge生长结型晶体管的静态输出特性曲线。实验程序包括设置电路,如图2所示,固定IE最初为零,增加 V 的大小CB公司以 1 伏的步长从零开始,注意相应的 IC和绘图我C针对 V CB公司 .对于较高的 I 值,重复该过程E比如 10 mA、20 mA 等。因此,我们得到图 3 所示的曲线。事实上,这些曲线只不过是方程(2)的图。

活动区域 |CB晶体管的输入输出特性曲线:

用于活动区域操作。JE是前向偏置的,而 JC是反向偏置的。考虑使用 I 的操作 E = 0。然后,晶体管表现为反向偏置二极管,由Ge晶体管中的微安级和Si晶体管中的纳安级组成。我一氧化碳集电极电压 V 的所有值都保持不变CB公司低于击穿潜力。在pnp晶体管中,I一氧化碳从基底流向集电极,因此被认为是负的,因为假设 I 的正方向一氧化碳被认为与I相同C即进入设备。在npn晶体管中,I一氧化碳从收集器流向基座,因此被认为是正的。

晶体管

接下来让一个小发射极电流I E (比如 10 mA)发射极电路中的流量。然后是分数 IE的电流到达集电极并贡献 IE到总集电极电流 IC如等式所示。在有源区域中,两个组件 I一氧化碳和 , 集电极电流 IC几乎等于 .

I 的输出特性 E = 20 mA、30 mA 等与 I 的特性相似 E = 0,但向上移动了 。但是,由于早期效应,输出特性具有较小的上升斜率。输出特性的这种轻微向上斜率导致输出电导有限,而不是零输出电导,即输出电阻非常大,而不是有限输出电阻。

饱和区域 |CB晶体管的输入输出特性曲线

在饱和区域,JE和 JC是前向偏向的。因此,在 pnp 晶体管中,饱和区域位于纵坐标 V 的左侧 CB公司 = 0 及以上 I 的特征 E = 0。在该区域中,电压已下降到特征的底部附近,具有 V CB公司 = 0,因此据说会触底。在 PNP 晶体管中,VCB公司实际上略微在这个区域,即 JC是前向偏向的。因此,集电极电流 IC随着 V 呈指数增长CB公司根据基本的二极管关系。使用 JC正向偏置的空穴电流从p型集电极区域流过JC到 N 型基区。因此,净空穴电流幅度迅速下降,如图 4 所示。如果正向偏置为 JC进一步增加,我C甚至可能变成阳性。

截止地区 |CB晶体管的输入输出特性曲线

输出特性几乎是并行的。但只有我的特征 E = 0 通过原点。I 的输出特性 E = 0 与电压轴不重合。而是我C等于 I 一氧化碳 ,少数用于Ge(Si)晶体管。由于我一氧化碳非常小,特性似乎与电压轴重合。特征 I 的下方和右侧区域 E = 0 称为截止区域,在该区域中 JE和 JC是反向偏置的。

CB晶体管的静态输入特性 |CB晶体管的输入输出特性曲线

图4给出了典型CB pnp Ge晶体管的静态输入特性。实验程序包括设置电路,如图2所示,固定V CB公司 = 0,增加 I 的大小E从 5mA 的步长开始,没有相应的 VEB公司和电镀 VEB公司反对我 E .对于 V 的其他值重复该过程CB公司比如说 -10 伏、-20 伏等,并且集电极结也打开。因此,我们得到图 4 所示的曲线。事实上,这些曲线只不过是等式 2 的图。

晶体管

这些输入特性只是 J 的前向特性E对于各种 V 值 CB公司 .因此,使用 VCB公司开路,输入特性只不过是 J 的前向特性E充当PN二极管。带 V CB公司 = 0,即当集电极短路到基极时,集电极从基极扫除少数载波孔,因此,从发射极吸引更多孔。因此,V 的特征 CB公司 = 0 相对于 V 向下移动CB公司打开。切入电压 VV对于 V 的 Ge (Si) 晶体管,约为 0.1 伏(0.5 伏) CB公司 = 0。

对于给定的 V 值 EB公司 ,任何增加 |V CB公司 |,根据早期效应,导致有效碱基宽度减小,碱区少数载流子浓度梯度增加,从而增加 I E .因此,随着 |V CB公司 |,输入特性曲线向下移动,如图4所示。

可以看出,V略有增加EB公司导致 I 大幅增加 E .因此,CB晶体管的动态输入电阻相当低。pnp 和 npn 晶体管都是如此。

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