尝试分析一下很多人都难以理解的三极管输出特性曲线图的放大区和饱和区

hc061218

尝试分析一下很多人都难以理解的三极管输出特性曲线图的放大区和饱和区
因为这看似1+1＝2的问题，所以很多教程解释的不清楚，尤其对这个输出曲线图的解释更少！估计高手都觉得太不值得细说了！ 我们新手理解起来就有难度了！
这就像大学教授教不了小学生的道理差不多。
在解释曲线图前，你要先弄明白2个问题。
1.很多教程都把曲线图分成三个区，我觉得不妥，我觉得应该是四个区，平的那一段放大区以及截止区没有异议，明显圆弧的那一段我觉得也应该属于放大区，但它是非理想放大区，因为这一区域放大倍数小于理想的β倍！但再小他也是放大啊，很多教程把它划到了饱和区，我觉得不对！它应该单独划一个区！
曲线几乎重合到一起的那段才是饱和区！每一条曲线代表不同的Ib，只有曲线重叠到一起，才能说明虽然Ib不同，但Ic几乎相同！
2.就是，实际电路中，工作电压一般是固定的，所以，三极管Ic电流增大的话，负载分压就大，那么Uce就变小！ 记住 Ib增大，Ic就增大，Uce减小！这点对理解曲线图非常关键！而我们常见的这个输出曲线图，是Ib 不变，不断增大Uce所得到的Ic和Uce的关系曲线！其实应该是一条曲线，只不过把不同Ib时的曲线都放在了一张图里！这测试条件Uce跟实际电路情况是不一样的！测试曲线是人为控制的Uce大小。实际电路中Uce是随Ic自动变化的！
所以，用这个曲线图分析实际电路，你就得明白，增大Ib，Ic不仅Y轴方向向上增大，同时会沿X轴方向向左移动(也就是Ic增大的同时Uce会变小)，总结就是，Ib增大，曲线上的坐标点会向曲线图的左上方移动！当Ib增大到一定程度，坐标点就会进入曲线段的非放大区了！从这里开始，越往左，坐标向上的变化幅度会越小(即Ic增大幅度越小)， 当进入曲线重叠部分，就进入饱和区了，这点也很关键！只要记住Ib越大，Ic在曲线上的坐标就会往左移动就能理解为啥会进去饱和区了。
非常陡且几乎都重叠的这部分曲线，会带来什么效果呢？在这个区域， Ib增大，因为曲线几乎重叠了，所以，Ic的只会增大一一丝丝，但同时Uce也会减小一丝丝，因为这部分太陡了而且都几乎重叠在一起，在曲线图上就会看到，Ic这个点Y轴和X轴方向变化非常微小，缩小到正常比例的曲线图就能看到所有的坐标点叠在一起几乎就变成了一个点，Ic几乎不动了就证明是饱和了！

longshort

楼主所说的这一段在业内有个专门名称，叫做“临界饱和”。在临界饱和区，直流放大系数hfe是逐渐减小的，直到放大率为零，即完全饱和。

饱和时的电压降与通过电流有关。当通过电流在datasheet规定的电流下测试时，这个电压大约0.3V上下。在远小于datasheet规定电流的条件下测试，饱和压降Vces可以趋近于零，但不会等于零。

在饱和区内，当外部所加的Vce减小到临界饱和区内时，晶体管的特性就向可变电阻变化，即通过电流与加在C-E之间的信号电压趋于正比。当完全取消Vce时，C-E之间通过的电流就完全与信号电压成正比。

别把晶体管的饱和理解得太复杂，搞清楚晶体管的基本工作原理是硬道理。

夏国特

三极管发射结正偏，发射区高浓度多子注入基区成为非平衡少子；由于基区参杂低，基区来不及复合这些少子，同时又因为基区很薄，集电结面积大，这些非平衡少子大部分都在集电结电场力的作用下渡越到集电区，形成集电极电流。正常放大状态下，电荷流经基区并被复合掉一部分，形成基极电流。基极电流和集电极电流成比例，这就是共射电流放大系数β。
从放大条件来看，那就是发射结正偏，集电结反偏。
当这个条件不满足，比如发射结零偏，发射区就无法向基区注入多子，也就截止了；
集电结不满足反偏，那么加速电场力就会被外部电势抵消，从而基区少子不能顺利渡越，放大作用减弱。此时由于基区少子不能渡越，所以就会被“塞满”，这就是饱和一词的来源！
一种特殊的情况是集电结零偏的情况，集电结势垒电场没有被外部电场削弱，放大作用依旧，但由于没有外电势的加速，所以处在临界状态，就是临界饱和线，兼有放大特性和饱和特性；
除此之外，三极管还有击穿区和过载区，欲知详情请参《考晶体管原理》或《半导体物理与器件》。

外部特性与工作状态有关，而不是根据外部特性来界定工作状态的！
不知道楼主读的是那本书，不根据放大机理来对三极管工作状态来分区是不对的，这个逻辑应该是先分区后特性，希望要把顺序搞对。
以上，只是说明“饱和”一词的来源，恐有不准，欢迎拍砖！

zhke

大孔景元 发表于 2019-4-24 21:27
曲线上再叠加一条Ib-Ube曲线，饱和区就好理解了

厉害~~~~~~~~~~~~~~

hc061218

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求知无足

Ic几乎不动了就证明是饱和了！
这怎么可能？
在饱和区，无论Ic有多大的变化，Uce几乎不再变动了。

求知无足

Ib一定时，无论Uce有多大变化（安全值以下），Ic几乎不变，这个区域也可以叫做恒流区。有这种特性的晶体管都是性能极其良好的，可用作恒流管。

求知无足

楼主提出的非理想放大区，还是很有新意的。

cwhenao

络阳先生正解：饱和CE压降只有0.3V了，已经正偏了，不符合三极管的放大条件了。其实是在某个Ib不变情况下，加大Uce，观察Ic变化情况，不是在放大电路中。Ube和Ib不断变化，没有恒定的条件就不是测试，而是使用了。比如汽车要测试油耗，一定要在一个稳定的给定条件，比如60公里空车平路匀速行驶，如果你一会上坡，一会下坡，一会装1吨，一会装3吨，一会跑20公里每小时，一会100公里。是没有办法测试油耗指标的。

peiguoqing

LZ的饱和区，又叫 可变电阻区。当IB一定，ic与UCE线性关系，uce/ic=导通电阻

大孔景元

曲线上再叠加一条Ib-Ube曲线，饱和区就好理解了

tjwjd

三极管工作在放大区Uce怎么可能没有变化？Ib有变化Ic一定有变化，Uce不变是管子没工作在放大区。实际电路中要使管子工作在放大区，就要调整偏流，使管子工作在曲线的平直段。坐标图只是Ib和Ic的关系并没有Uce，三极管检波就是用的非理想放大区吧。

zhke

仔细看了LZ的论述~

就1+1＝2看懂了~

其余的没看懂~

zhke

发射结正偏集电结正偏=饱和了~

这就是LZ说的1+1=2要牢记!!!!!!!!!!!!!!!

下面这段话是2+2=4了也要牢记!!!!!!!!!!

在输出曲线Vce和Ib饱和点所对应的Vbe电压足以使发射结和集电结正偏所以它饱和了!!!!!!!

zhke

longshort 发表于 2019-4-25 06:32
楼主所说的这一段在业内有个专门名称，叫做“临界饱和”。在临界饱和区，直流放大系数hfe是逐渐减小的，直 ...

L大这段是教大学生的啊~