三极管特性曲线详解
三极管作为电子电路中的核心元件，其特性曲线是理解和设计电路的重要依据。本文将详细探讨三极管的输入特性曲线和输出特性曲线，帮助读者深入理解三极管的工作原理和特性。
一、输入特性曲线
输入特性曲线描述的是在三极管共发射极连接的情况下，基极电流IB与基极-发射极电压UBE之间的关系。当集电极与发射极之间的电压UCE维持不同的定值时，可以得到一簇UBE和IB之间的关系曲线，这些曲线共同构成了共射极输入特性曲线。
输入特性曲线的数学表达式为：IB=f(UBE)|UCE=常数。与二极管的伏安特性曲线相似，三极管的输入特性曲线也存在一段死区。对于硅管，死区电压约为0.5V；对于锗管，死区电压约为0.2V。只有当UBE大于死区电压时，三极管才会出现基极电流IB。
此外，当UCE由零开始逐渐增大时，输入特性曲线会向右移动。当UCE增大到一定程度（如UCE>1V）时，各曲线几乎重合。这是因为此时集电结已经处于足够的反向偏置状态，再增大UCE对IB的影响很小。
二、输出特性曲线
输出特性曲线描述的是当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集电极-发射极电压UCE之间的关系。对于不同的IB值，可以得到不同的输出特性曲线，因此输出特性曲线是一簇曲线。
输出特性曲线可以分为三个区域：截止区、饱和区和放大区。
- 截止区：指IB=0的那条特性曲线以下的区域。在此区域里，三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态，三极管失去了放大作用，集电极只有微小的穿透电流ICEO。
- 饱和区：在此区域内，对应不同IB值的输出特性曲线簇几乎重合在一起。也就是说，UCE较小时，IC虽然增加，但IC增加不大，即IB失去了对IC的控制能力。这种情况称为三极管的饱和。饱和时，三极管的发射结和集电结都处于正向偏置状态。
- 放大区：在截止区以上，介于饱和区与击穿区之间的区域为放大区。在此区域内，特性曲线近似于一簇平行等距的水平线，IC的变化量与IB的变量基本保持线性关系，即ΔIC=βΔIB。在此区域内，三极管具有电流放大作用。
截止区特性
在截止区，三极管不导通，没有电流放大作用。此时，发射结和集电结都处于反向偏置状态，集电极电流IC几乎为零。
饱和区特性
在饱和区，三极管失去了对集电极电流的控制能力。此时，发射结和集电结都处于正向偏置状态，集电极电流IC虽然随UCE的增加而增加，但增加幅度很小。饱和时，三极管的集电极与发射极间的电压称为集-射饱和压降UCES。
放大区特性
在放大区，三极管具有电流放大作用。此时，发射结处于正向偏置状态，集电结处于反向偏置状态。集电极电流IC的变化量与基极电流IB的变化量基本保持线性关系，即ΔIC=βΔIB。放大区是三极管正常工作的主要区域。
三极管的放大作用实质上是利用基极电流IB来控制集电极电流IC的大小，从而实现电流的放大。在放大区，三极管就像一个可控制的阀门，通过调节基极电流IB的大小来控制集电极电流IC的流量。
总结
三极管的特性曲线是理解和设计电子电路的重要工具。通过深入分析输入特性曲线和输出特性曲线，我们可以更好地掌握三极管的工作原理和特性，为电路的设计和优化提供有力支持。
