晶体三极管开关特性_ppt12.ppt

* * 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 B B C E C E 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＜0.7 V(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 0.7 V左右(硅管) 。 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。 三极管有放大能力，i c ＝βi b 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。 i b ≥ 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： 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 VCES b c VBES + + - - e e c b 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≤0 VBC0 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： 等效于开关断开 e c b 饱和区 放大区 截止区 三极管PN结四种偏置方式组合 倒置状态 正偏 反偏 截止状态 反偏 反偏 饱和状态 正偏 正偏 放大状态 反偏 正偏 工作状态 集电结(bc结) 发射结(be结) 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 i b＝60μA时 i C = βi b =50X60=3mA T 临界饱和 当i b60μA时 i C 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： RC 2KΩ VCC=6V RB vi vo β=50 i b i c -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 理想情况下：（饱和、截止动作瞬时完成） 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 RC VCC RB vi vo i b i c RC VCC RB vi vo i b i c Vi = - Vb1 时：T 截止 i b ≈ 0 i c ≈ 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: i c 由0上升到0.1 i c max 上升时间: i c 由0.1 i c max上升到0.9 i c max 存储时间: i c 由 I c max下降到0.9 i c max 下降时间:i c 由0.9 i c max下降到0.1 i c max T由截止→导通需要的时间：tON =td+tr T由导通→截止需要的时间：tOff=ts+tf 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：t r 三极管由截止进入饱和过程： 电子浓度 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→5。这段时间就是存储时间 t s 当i b继续增加： 电子浓度 分析输入信号由： 希