什么是截止、飽和、放大？一文讀懂三極管特性曲線

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要理解以上輸出特性曲線，首先說一下什么是截止、飽和、放大。

1、截止

當(dāng)發(fā)射結(jié)小于開啟電壓，集電結(jié)反偏，此時(shí)Ib和（Ic）幾乎都為零，集電結(jié)反向偏置再?gòu)?qiáng)也沒用，此時(shí)Ube太小，發(fā)射區(qū)不能發(fā)送（電子）到基區(qū)，或者發(fā)送很少電子到基區(qū)，也就是不能形成明顯集電極（電流）。

2、放大

發(fā)射結(jié)正向偏置且大于開啟電壓，集電結(jié)反向偏置，此時(shí)Ube足夠大，能夠把大量電子發(fā)送到基區(qū)，集電結(jié)反向偏置能夠把大量基區(qū)電子吸入集電區(qū)，形成明顯集電極電流。放大狀態(tài)下Ib和Ic呈現(xiàn)固定比例關(guān)系，如特性曲線所示，具體原理請(qǐng)參考上一篇文章《三極管原理詳解》。

3、飽和

截止和放大都好理解，一提到飽和好多人就蒙圈了，什么是飽和？我們一般理解飽和是這樣的，Ib增大到一定程度后，Ic不按照固定比例增大，增大程度減小，或者說不增大，就是飽和，這時(shí)候Ic不再受Ib控制，三極管失去了電流放大能力。

4、共射特性曲線解讀

特性曲線中有三個(gè)參數(shù)，Ib、Ic、Uce，為了便于理解，我們假設(shè)某個(gè)參數(shù)為定值，進(jìn)行（電路分析）。

1）假定Ib一定的情況下，人為控制Uce，使Uce逐漸減小或者增大，這里以逐漸減小為例進(jìn)行分析。

Ib不變，那么Ube基本不變，發(fā)射區(qū)發(fā)送到基區(qū)的電子數(shù)量基本不變，如果Ucb的反偏電場(chǎng)強(qiáng)度大，那么收集電子的能力就強(qiáng)，幾乎所有基區(qū)電子都被收集，“有多少吃多少”，這時(shí)Ic電流主要取決于發(fā)射區(qū)送入基區(qū)的電子數(shù)量，Ib和Ic呈固定比例關(guān)系，即，處于放大區(qū)。

隨著Uce逐漸減小，Ucb也逐漸顯小，集電結(jié)的收集電子能力減弱，發(fā)射區(qū)送過來的電子不能全部“吃下”，導(dǎo)致Ic減小。

當(dāng)Uce電壓等于Ube的時(shí)候Ucb電壓為0，集電結(jié)處于臨界飽和狀態(tài)。隨著Uce進(jìn)一步減小，集電結(jié)開始正向偏置，三極管飽和失去放大能力。

說的通俗點(diǎn)，集電結(jié)就像個(gè)“橋”，處于放大狀態(tài)時(shí)，橋上的車輛通行順暢，隨著Uce減小，這個(gè)橋變窄了，車流量不變（Ib、Ube不變）的情況下，橋上必然擁堵不堪，通行能力下降（Ic減?。?。此時(shí)就算增大車流量（Ib、Ube增大）也于事無補(bǔ)，通行能力還是不能提高（Ic不變）。

下圖中電路工作點(diǎn)從A位置沿著Ib=1.5mA曲線移動(dòng)到B位置，剛開始Ic和Ib保持固定的比例關(guān)系，即圖片中的藍(lán)色箭頭位置，和Uce基本不相關(guān)。隨著Uce的進(jìn)一步減小，Ic逐漸減小，如紅色箭頭位置，Ib不變，Ib和Ic的固定比例關(guān)系遭到破壞，三極管逐漸趨于飽和。

可以通過以下電路驗(yàn)證：

2）Uce一定的情況下，人為控制Ib，使Ib逐漸增大或者減小，這里以逐漸增大為例進(jìn)行分析。

隨著Ib逐漸增大，Ube同樣增大，越來越多的電子從發(fā)射區(qū)進(jìn)入基區(qū)，如果集電結(jié)能夠全部吃下這些電子，說明此時(shí)處于放大區(qū)，Ic取決于Ib（圖中的A工作點(diǎn)）。

隨著Ib進(jìn)一步增大，集電區(qū)發(fā)送到基區(qū)的電子越來越多，但Uce不變，Ucb反偏電壓減小，集電結(jié)收集電子能力下降。

基區(qū)電子增多，收集能力下降，慢慢地集電結(jié)開始對(duì)基區(qū)的電子有點(diǎn)力不從心了，集電結(jié)不能使所有電子進(jìn)入集電區(qū)，慢慢進(jìn)入飽和，Ib和Ic固定比例關(guān)系被破壞，隨著Ib增大，Ic增長(zhǎng)放緩，直至不在增長(zhǎng)。

Δ1、Δ2、Δ3幾乎相等，Ib和Ic呈固定比例關(guān)系。

Δ4明顯偏小，說明集電結(jié)“力不從心”，Ic增長(zhǎng)放緩，快飽和了。

可以通過以下電路驗(yàn)證：

3）下面以常見的共射放大電路，進(jìn)一步介紹特性曲線

以上是常見的共射放大電路，電路中的Ib和Ic、Uce都不是固定不變的。工作點(diǎn)在特性曲線呈現(xiàn)出來的是一條傾斜的軌跡。

如下電路，此時(shí)工作點(diǎn)在A點(diǎn)，隨著基極電流逐漸增大，Ic也成比例增大，因?yàn)榧姌O和射極（電阻）的存在，Ic增大，導(dǎo)致Uce減小。所以隨著Ib增大，工作點(diǎn)在特性曲