晶体三极管（BJT）的开关特性

2017-04-11 15:01分类：电子元器件阅读：

BJT的开关效果对应于触点开关的"断开"和"闭合"。如图1(a)所示为一个共发射极晶体三极管开关电路。

(a)电路	(b)作业状况图解
图1 BJT的开关作业状况

图4.2.1(a)中BJT为NPN型硅管。电阻Rb为基极电阻，电阻Rc为集电极电阻，晶体三极管T的基极b起操控的效果，经过它来操控开关开闭动作，集电极c及发射极e构成开关两个端点，由b极来操控其开闭，c.e两头的电压即为开关电路的输出电压vO。当输入电压vI为高电往常，晶体管导通，恰当于开封闭合，所以集电极电压vc≈0，即输出低电平，而集电极电流iC≈VCC/RC。当输入电压vI为低电往常，由图可见，晶体管截止，恰当于开关断开，所以得集电极电流iC≈0，而集电极电压vc≈VCC，即输出为高电平。这即是晶体三极管的志向稳态开关特性。
晶体三极管的实习开关特性挑选于管子的作业状况。晶体三极管输出特性三个作业区，即截止区、拓宽区、丰满区,如图4.2.1(b)所示。
假定要使晶体三极管作业于开关的接通状况，就应当使之作业于丰满区；要使晶体三极管作业于开关的断开状况，就应当使之作业于截止区，发射极电流iE=0，这时晶体三极管处于截止状况，恰当于开关断开。集电结加有反向电压，集电极电流iC=ICBO，而基极电流iB=-ICBO。阐明三极管截止时，iB并不是为0，而等于-ICBO。
基极开路时，外加电源电压VCC使集电结反向偏置，发射结正向偏置晶体三极管基极电流iB=0时，晶体管并未进入截止状况，这时iE=iC =ICEO仍是较大的。
晶体管进入截止状况，晶体管基极与发射极之间加反向电压，这时只存在集电极反向丰满电流ICBO，iB =-ICBO，iE=0，为临界截止状况。进一步加大基极电压的必定值，当大于VBO时，发射结处于反向偏置而截止，流过发射结的电流为反向丰满电流IEBO，这时晶体管进入截止状况iB = -(ICBO+ IEBO)，iC= ICBO。
发射结外加正向电压不断添加，集电极电流不断添加。一同基极电流也添加，跟着基极电流iB 的添加基极电位vB添加，而跟着集电极电流iC的添加，集电极电位vC却降低。当基极电流iB增大到必定值时，将呈现vBE =vCE的状况。这时集电结为零偏，晶体管呈现临界丰满。假定进一步增大iB ，iB增大，使得集电结由零偏变为正向偏置，集电结位垒降低，集电区电子也将写入基区，然后使集电极电流iC随基极电流iB的增大而增大的速度减小。这时在基区存储许多剩余电子-空穴对，当iB持续增大时，iC根柢坚持不变，即iB失掉对iC的操控效果，或许说这时晶体管的拓宽才调大大削弱了。这时称晶体管作业于丰满状况。通常地说，在丰满状况时丰满压降VBE(sat)近似等于0.7V，VCE(sat)近似等于0.3V。由图4.2.1(a)可看出，集电极电流iC的添加受外电路的绑缚。由电路可得出iC的最大值为ICM= VCC/ RC。晶体管进入丰满状况，基极电流增大，集电极电流改动很小，即iC=ICS=(VCC-VBE(sat))/RC晶体管处于临界丰满时的基极电流为IBS=ICS/β=(VCC-VBE(sat))/βRC
定论：晶体三极管作业在丰满区时，其集电结及发射结均处于正向偏置的导通状况。这时集电区和发射区的电子别离跳过位垒向基区写入，基区存储了许多剩余电子-空穴对而呈丰满状况。