双极晶体管的直流电流电压方程

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1、3.4双极晶体管的直流电流电压方程本节以缓变基区NPN管为例，推导出在发射结和集电结上均外加任意电压时晶体管的直流电流电压方程。EBCIEIBICVCEVBEVBCNN+P+++---电流的参考方向和电压的参考极性如下图所示。推导电流电压方程时，利用扩散方程的解具有线性迭加性的特点：方程在“边界条件1”时的解n1(x)与在“边界条件2”时的解n2(x)的和[n1(x)+n2(x)]，等于以“边界条件1与边界条件2的和”为边界条件时的解n(x)。3.4.1集电结短路时的电流式中，IES代表发射结反偏、集电结零偏时的发射极电流，相当于单独的发射结构成的PN结二极管的反向饱

2、和电流。于是可得到发射结为任意偏压、集电结零偏时晶体管三个电极的电流为3.4.2发射结短路时的电流如果把晶体管的发射区当作“集电区”，集电区当作“发射区”，就可以得到一个倒过来应用的晶体管，称为倒向晶体管。发射结短路就相当于倒向晶体管的“集电结”短路，因此晶体管在本小节的偏置状态就相当于倒向晶体管在上一小节的偏置状态。故可得：式中，ICS代表集电结反偏、发射结零偏时的集电极电流，相当于单独的集电结构成的PN结二极管的反向饱和电流。代表倒向管的共基极直流短路电流放大系数，通常比小得多。3.4.3晶体管的直流电流电压方程由于三个电流之间满足IE=IC+IB，三个电流中只有

3、两个是独立的。若选取IE与IC，所得为共基极直流电流电压方程，也称为“埃伯斯－莫尔方程”，即：将上述两种偏置条件下的电流相加，即可得到发射结和集电结上均外加任意电压时晶体管的直流电流电压方程。(3-59b)(3-59a)若选取IB与IC，所得为共发射极直流电流电压方程，正向管与倒向管之间存在一个互易关系，即：（3-60）3.4.4晶体管的输出特性共基极输出特性：以输入端的IE作参变量，输出端的IC与VBC之间的关系。由共基极直流电流电压方程EBCIEICVBCNN+P+-B消去VBE，即可得共基极输出特性方程：当VBC=0时，在放大区，VBC<0，且当时，ICBO代表

4、发射极开路(IE=0)、集电结反偏(VBC<0)时的集电极电流，称为共基极反向截止电流。式中，共基极输出特性曲线共发射极输出特性：以输入端的IB为参变量，输出端的IC与VCE之间的关系。由共发射极直流电流电压方程ECBPIBICNEVCEN+式中，或消去VBE，即可得共发射极输出特性方程：当VBC=0，或VBE=VCE时，在放大区，VBC<0，或VBE

5、和区的分界线。在虚线右侧，VBC<0，或VCE>VBE，为放大区；在虚线左侧，VBC>0，或VCE

6、极增量输出电阻；，为集电结耗尽区对于均匀基区，或为减小厄尔利效应，应增大基区宽度WB，减小集电结耗尽区在基区内的宽度xdB，即增大基区掺杂浓度NB。若假设，即无厄尔利效应，则此时IC与VCE无关。实际上，，故VA与ro均为正的有限值，VA的几何意义