三极管输入输出特性测试(—)

晶体管的输入输出特性曲线详解届别系别专业班级姓名指导老师二零一二年十月晶体管的输入输出特性曲线详解学生姓名：指导老师：摘要：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP 型晶体管。

依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。

晶体管的性能可以有三个电极之间的电压和电流关系来反映，通常称为伏安特性。

生产厂家还给出了各种管子型号的参数也能表示晶体管的性能。

利用晶体管制成的放大电路的可以是把微弱的信号放大到负载所需的数值晶体管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。

晶体管是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。

由于其响应速度快，准确性，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。

晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。

关键字：晶体管、输入输出曲线、放大电路的静态分析和动态分析。

【Keywords】The transistor, the input/output curve, amplifying circuit static analysis and dynamic analysis.一、晶体管的基本结构晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图1-1(a)、(b)所示。

从三个区引出相应的电极，发射极，基极，集电极，各用“E”（或“e”）、“B”(或“b”)、“C”(或“c”)表示。

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。

基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。

实验三光电三极管特性测试及其变换电路实验目的、学习掌握光电三极管的工作原理2、学习掌握光电三杨管的基本特性掌掘光电三极管特性测试的方法4、了解光电三极管的基本应用二、实验内容1、光电三极管光电流测试实验2、光电三极管伏安特性测试实验3、光电三极管光电特性测试实验4、光电三极管时间特性测试实验5、光电三极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电器件和光电技术综合设计平台1台2、光源驱动模块1个3、负载模块1个1、光通路组件1套5、光电三极管及封装组件1套6、2#迭插头对(红色，50cm) 10根7、2#迭插头对(黑色，50cm) 10根8、示波器1台四、实验原理光电三极管与光电二极管的工作原理基本相同，工作原理都是基于内光电效应，和光敏电阻的差别仅在于光线照射在半导体PN结上，PN结参与了光电转换过程。

光敏三极管有两个PN结，因而可以获得电流增益，它比光敏二极管具有更高的灵敏度。

其结构如图3-1 (a)所示。

当光敏三极管按图3-1 (b) 所示的电路连接时，它的集电结反向偏置，发射结正向偏置，无光照时仅有很小的穿透电流流过，当光线通过透明窗口照射集电结时，和光敏二极管的情况相似，将使流过集电结的反向电流增大，这就造成基区中正电荷的空穴的积累，发射区中的多数载流子(电子)将大量注人基区，由于基区很薄，只有一小部分从发射区注入的电子与基区的空穴复合，而大部分电子将穿过基区流向与电源正极相接的集电极，形成集电极电流。

这个过程与普通三极管的电流放大作用相似，它使集电极电流是原始光电流的(1+B )倍。

这样集电极电流将随入射光照度的改变而更加明显地变化。

在光敏二极管的基础上，为了获得内增益，就利用了晶体三极管的电流放大作用，用Ge 或Si单晶体制造NPN或PNP型光敏三极管。

其结构使用电路及等效电路如图4所示。

光敏三极管可以等效一个光电二极管与另一个-般晶体管基极和集电极并联:集电极基极产生的电流，输入到三极管的基极再放大。

实验目的•测试三极管的输入和输出特性并绘制特性曲线小灯泡的伏安特性测试电路图集电极基极b发射极思考探究...1.R1和R2有什么作用2.电流表电压表如何选取？uAv mA实验电路图Kmv实验器材1.万用表2.直流稳压电源 6.直流微安表7.直流毫安表5.直流毫伏表 3.滑动变阻器4.电阻箱v BE i B o 实验方法：控制变量法，描点法v CEi c o 以输出口电压v CE 为参变量，反映i B 和v BE 的函数关系()|CE B BE v Ci f v ==以输入口电压v BE 为参变量，反映i C 和v CE 的函数关系()B C CE Ii f v ==常数实验总结v BEi Bv ON v BE I I B2V CE =0V V CE =3V V CE =1V 1.共射输入特性曲线门坎电压当Vbe 一定时，随着Vce 的增大，Ib 减小2. 输出特性I B 20μA 40μA 60μA 80μA 100μA I C (mA )U CE (V)9O 放大区解惑：晶体管放大的过程，实际上是指小信号控制大信号的过程。

而不是小信号独自生成大信号的过程。

所被控制放大信号的能量是由电源提供的。

而且晶体管本身也有能量的损耗。

（1）三极管具有电流放大能力，通过一定的电路还可形成电压放大能力。

换言之，三极管具有功率放大能力，这是否违背能量守恒定律？为什么？（2）测量输出特性的实验中，为什么当Uce接近零时，ib会有明显变化？（3）麦克风，音响，那么他们的放大功能对应输出曲线上的哪一区域？？？。

三极管放大电路输入输出电阻计算三极管是一种常见的电子元件，广泛应用于各种放大电路中。

在三极管放大电路中，输入输出电阻是一个重要的参数，它决定了电路的输入和输出特性。

本文将从三极管的基本工作原理、输入输出电阻的定义和计算方法等方面进行详细介绍，帮助读者更好地理解和应用三极管放大电路。

一、三极管的基本工作原理三极管是一种半导体器件，由三个掺杂不同的半导体材料层构成。

其中，掺杂浓度最高的被称为发射区（Emitter），掺杂浓度次之的被称为基区（Base），掺杂浓度最低的被称为集电区（Collector）。

三极管的工作原理是利用外加电压控制发射区和集电区之间的电流，从而实现对电流的放大作用。

在正常工作状态下，三极管的基区和集电区之间形成一个正向偏置的二极管结，发射区和基区之间形成一个正向偏置的二极管结。

当外加正向偏置电压时，发射区和基区之间的二极管结导通，同时集电区和基区之间的二极管结截断。

由于发射区和集电区之间的电流放大作用，使得从集电区到发射区的电流得到放大，实现了信号的放大作用。

二、输入输出电阻的定义在三极管放大电路中，输入输出电阻是指在电路的输入端或输出端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻。

输入电阻是指当输入端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻；输出电阻是指当输出端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻。

输入输出电阻是衡量电路输入输出特性的重要参数，它直接影响电路的输入输出特性，是电路设计中需要考虑的关键参数之一。

三、输入输出电阻的计算方法1.输入电阻的计算方法输入电阻是指在输入端加上一个测试信号时，测试信号源所感受到的等效电阻。

在三极管放大电路中，输入电阻可以通过以下方法进行计算。

首先将输入端接地，然后加上一个测试信号源，并测出输入端的电压。

接着去掉测试信号源，用一个理想的电压源代替，在理想电压源的电压不变的情况下，测出输入端的电流。

输入电阻就等于理想电压源的电压除以测出的输入端电流。

三极管的特性曲线
 三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。

它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。

 对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。

应用最广泛的是共发射极电路，其基本测试电路如图Z0118所示，共发射极特性曲线可以用描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。

 一、输入特性曲线
 在三极管共射极连接的情况下，当集电极与发射极之间的电压UBE 维持不同的定值时，
 UBE和IB之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图Z0119所示。

输入特性曲线的数学表达式为：
 IB＝f（UBE）| UBE = 常数 GS0120
 由图Z0119 可以看出这簇曲线，有下面几个特点：。

实验三三极管输入‎输出特性测‎试（二）一、实验目的通过对三极‎管输入回路‎和输出回路‎电压和电流‎的测量，得到三极管‎的输入特性‎和输出特性‎数据。

了解三极管‎的放大功能‎，认识三极管‎放大信号的‎特征（比较基极电‎流Ib和集‎电极电流I‎c）。

二、实验原理三极管外部‎各极电压和‎电流的关系‎曲线，称为三极管‎的特性曲线‎，又称伏安特‎性曲线。

它不仅能反‎映三极管的‎质量与特性‎，还能用来定‎量地估算出‎三极管的某‎些参数，是分析和设‎计三极管电‎路的重要依‎据。

对于三极管‎的不同连接‎方式，有着不同的‎特性曲线。

应用最广泛‎的是共发射‎极电路，可以采用传‎统的逐点法‎测量，其基本测试‎连线电路如‎图-1所示。

图-1 三极管输入‎、输出特性曲‎线测量连线‎图输入特性曲‎线在三极管共‎射极连接的‎情况下，当集电极与‎发射极之间‎的电压维持固定值‎时，和之间的一‎簇关系曲线‎，称为共射极‎输入特性曲‎线，如图-2所示。

图-2 三极管的输‎入特性曲线‎三极管输出‎特性曲线是‎指以三极管‎的基极电流‎b I 维持固定值‎时，测量集电极‎、发射极之间‎电压与三极‎ce U 管集电极电‎流的关系曲‎c I 线。

曲线如图-3所示。

图-3 三极管的输‎出特性曲线‎三、实验内容实验目的：通过对三极‎管输出回路‎电压和电流‎的测量，认识三极管‎的输出特性‎。

弄清三极管‎放大信号的‎特征是电流‎放大（对比基极电‎流Ib 和集‎电极电流I ‎c ）。

实验内容与‎规划：要组建一个‎三极管输出‎回路便于测‎量回路中的‎电压与电流‎的变化数据‎。

（注意点：测量三极管‎输出回路时‎，三极管的输‎入回路电流‎Ib 要固定‎，否则影响输‎出回路的测‎量）大家先准备‎好实验方案‎，上课用15‎分钟来讨论‎定案。

实验结束后‎关注基极电‎流Ib 和集‎电极电流I ‎c 的关系。

实验电路图‎：V11VR1100RRV1100Q12N3392R2100RV21V+88.8Volts+88.8Amps数据记录：Ib=20uA Uce1 0.361 0.489 0.98 2.01 2.97 3.44 4.05 5.01 Ic1 3.168 3.321 3.342 3.541 3.548 3.55 3.561 3.574 Ib=40uA Uce2 0.18 0.531 0.914 2.045 3.025 4.32 4.65 5.125 Ic2 5.686 6.572 6.648 6.687 6.786 6.927 7.032 7.168 Ib=60uA Uce3 0.328 0.522 0.885 1.942 2.98 4.121 4.776 5.064 Ic3 8.756 10.085 10.269 10.604 11.062 11.189 11.201 11.229曲线图：数据处理：①：ΔIc/ΔIb=161.88②：ΔIc/ΔIb=193.06四、心得体会1、一开始就忘‎记测0的时‎候的数据，之后只有默‎认为0，下次一定要‎注意。

一、三极管的简单检测方法〔经历判断〕1.冒状的三极管：对于这种冒状三极管，一般都有个凸出的部分，那么突出部分对应为E极，然后B极应该为中间的引脚，另外一脚那么为C极；2.普通的三极管：对于这种三极管，首先用数字万用表检测出B极〔万用表打到导通挡，假设测得某一引脚与其他两引脚的压降为无穷大，调换表笔，测得此引脚与其他两引脚都存在一定的压降，那么可断定此引脚为B极〕，检测出B极后，将万用表打到导通挡〔即二极管挡〕，分别测量另外两支引脚对B极的正向偏压，其中偏压较大的为E极，偏压较小的为C极；〔注：一般三极管假设检测出B极在一端，那么另一端为E极，中间为C极〕二、电容的串、并联：1.电容串联电路的根本特征：a):电容串联后总电容的倒数等于各电容容量的倒数之和，即1/C=1/C1+1/C2+…,这一点与电阻并联电路一样。

〔记住一个特例：当两个容量相等电容串联后，其总的电容容量为原来单个电容容量的一半。

〕b):在电容串联电路中，容量大的电容两端电压小，容量小的电容两端电压大〔由Q=C*U，存储在串联电路中各个电容的电荷量Q相等，所以容量越大，电容两端电压越小。

〕，当某个电容的容量远大于其他电容时，该电容相当于通路，此时电路中起决定性作用的是容量小的电容。

c):两只有极性电解电容顺串联的结果仍然为一只有极性的电容，总电容的容量减小，总电容的耐压进步；逆串联后电容没有极性，两根引脚可以任意接入电路中。

2.电容并联电路的根本特征：a):电容并联电路中的总电容等于各电容的容量之和，即总容量C= C1+C2+…，这一点与电阻串联特性相似。

b)：电容并联电路中各电容上电压相等，各电容支路中，大容量电容支路中的电流大，小容量电容支路中的电流小。

〔因为并联电路两端电压相等，容量大容抗小，电流大〕说明：〔平板电容公式为c=εs/4πkd.平行板电容器的电容c跟介电常数ε成正比，跟正对面积成s正比,跟极板间的间隔d成反比，其中式中的k是静电力常量。