一：三极管基本性能

第一节：三极管的结构与基本性能

一、二极管的正向导通特性

二极管正向导通后的局部精细参数曲线如图所示：

1、导通电压与到通电流之间的对应关系

二极管在正向电压0.5V 左右微弱导通，电压在0.7V 左右明显导通。导通电压与导通电流之间的变化关系是：导通电压每变化9mV ；导通电流会变化根号二倍。

2、二极管正向导通电压与电流的变化关系表达式： 0()90n U U mV n I I -= 或者 0()1802n U U mV n I I -=

U o 为二极管的正向导通静态电压，U n 为二极管变化后的正向导通电压

I o 为二极管的正向导通静态电流，I n 为二极管与变化后的U n 相对应的正向导通电流。 也就是说：只要知道二极管的某个导通电压和相对应的导通电流，就可以计算出二极管正向导通曲线的任何一点的参数。

3、二极管的正向导通时的动态阻抗

①、动态阻抗的概念指的是电压的变化量与相应的电流变化量之比Z=ΔU/ΔI o 。

二极管正向导通之后，既有导通电压的参数；又有相应的导通电流的参数，但正向导通阻抗却不能简单地等于导通电压与导通电流之比。

例如：假设二极管的正向导通静态电压U o =0.7V 、静态电流I o =1mA ，如果认为二极管正向导通阻抗就等于导通电压与导通电流之比的话，此时的阻抗应当为0.7V/1mA=700Ω。照此推论，当导通电压U n =1.4V 时，相应的导通电流因当是I n =2mA 。而实际的结果是，当正向导通电压只达到0.718V 时(增加18mV)，电流就已经增加到2mA 。

由此可见，二极管正向导通后的阻抗，是一种动态阻抗。所谓动态阻抗，指的是电压的微变量与相应的电流微变量之比。也就是等于二极管正向导通曲线某一点的斜率；（如上图Q 1点和Q 2点所示）。

②、二极管正向导通后的动态阻抗的粗略计算：

Q 1点的阻抗：Ω≈--≈∆∆=

K uA uA V V I U Z Q Q Q 6.207.714.14691.0709.0111 Q 2点的阻抗：Ω≈--≈∆∆=K uA

uA V V I U Z Q Q Q 3.114.1428.28711.0727.022

2

③、由于二极管导通电压与电流变化是非线性关系，所以上述计算不精确。由于非线性条件下不同工作点的动态阻抗不一样，所以，必须求出某一点的动态阻抗，那就是这一点的电压的微变量与相应的电流微变量之比。

根据二极管的导通特性，可得其动态阻抗的微变简化公式： )

(26)(mA I Z =Ω ④、二极管的正向导通后的动态阻抗随导通电流的不同而不同。导通电流越大，阻抗越低。也就是说: 二极管正向导通后的动态阻抗与导通电流成反比。

二、三极管的基本特性

1、如果用万用表的电阻档测量，NPN 型三极管的图标与各极之间的导通关系如图A 所示，PNP 型三极管的图标与各极之间的导通关系如图B 所示，但三极管的内部结构与普通二极管连接的相应结构却有着本质的不同。

2、在给NPN 型三极管加上一个基极电流I b 的情况下，若在集电极和发射极之间加上大于零的正向电压U ce ，就会产生一个集电极电流I c 。

集电极电流I c 是基极电流I b 的β倍（β值是三极管的电流放大倍数。每个三极管的β值都不一样，不同三极管的β值大约在50～400之间）。

I c 的大小电流与U ce 大小无关。也就是说：只要U ce >0，U ce 的大小发生变化不会引起I c 变化, 体现出集电极电流I c 受基极电流I b 的β倍所控制的恒流源的性质。

发射极电流I e 等于基极电流I b 与集电极电流I c 之和（I e =I b +I c ）。由于基极电流I b 只有集电极电流I c 的1/β，所以发射极电流I e 与集电极电流I c 很接近，所以通常情况下，我们视集电极电流I c 等于发射极电流I e (I c =I e )。

3、PNP 型三极管的基本特性与NPN 型三极管的性质相同，只是在运用时，电压的极性和电流的方向与NPN 型三极管相反。

4、特别提示：

因为三极管的内部结构与普通二极管连接的相应结构却有着本质的不同，所以如果用普通二极管组成同样的电路，就不会产生类似的集电极电流。这是因为三极管的外部特性与二极管连接的相应结构虽然有些相似之处，但三极管的内部结构与普通二极管连接的相应结构却有着本质的不同。

三、总结：

1、二极管在正向电压0.5V 左右微弱导通； 0.7V 左右明显导通。

2、二极管导通后的电压每变化大约9mV ；电流会变化根号二倍。

3、三极管的基极与发射极之间是一个二极管。

4、三极管集电极电压大于零后，集电极电流I c 的大小就会受基极电流I b 的控制而等于基极电流的β倍，与集电极电压U ce 无关，体现出受基极电流控制的恒流源的性质。

5、三极管的发射极电流Ie=Ic+I b =βI b +I b =(β+1)I b ，与集电极电流I c =βI b 相比只相差1/(β+1)倍，近视相等。

6、三极管的β值大约在50～400之间。

课堂作业

一、作业模式：

静态工作点Q o 为U=0.7V 、I=1mA 。计算出5个点，画出二极管的正向导通曲线，用两种方法计算出Q o 的动态阻抗。

方法一：Ω≈--≈∆∆=K uA

uA V V I U Z Q Q QO 6.207.714.14691.0709.011

方法二：Ω==ΩK uA

Z QO 6.21026）（

二、作业内容：

1、静态工作点Q o 为U=0.71V 、I=15mA 。计算出5个点，画出二极管的正向导通曲线，用两种方法计算Q o 点的动态阻抗。

2、静态工作点Q o 为U=0.64V 、I=200uA 。计算出5个点，画出二极管的正向导通曲线，用两种方法计算Q o 点的动态阻抗。

3、静态工作点Q o 为U=0.88V 、I=0.5A 。计算出5个点，画出二极管的正向导通曲线，用两种方法计算Q o 点的动态阻抗。