三极管直流增益hFE及输入特性曲线

三极管是模拟电路的基础，需要重点理解，以NPN型三极管为介绍对象。

三极管直流增益hFE

上图中NPN型三极管的基极、集电极和发射极的电流满足关系IE=IB+IC，满足基尔霍夫电流定律。三极管的直流增益hFE=IC/IB，该参数描述了三极管电流放大的能力。这里要注意hFE参数并不是恒定不变的，不同的测设条件下其值不同，需要根据具体三极管数据手册给出的相关表格来确定。既然hFE直流增益这个参数反映三极管的电流放大能力，当然可以提高基极电流以此提高集电极电流，不过集电极电流不能超过三极管数据手册给出的最大值，否则会有烧毁三极管的风险。

三极管输入特性曲线

首先在multisim中搭建如图所示电路图，图中Q1是NPN型三极管（即BE结是PN二极管），因此要想让三极管Q1发挥电流放大的作用，发射结之间的电压需要达到0.7V以上。当调节R2电阻到30%时电压表显示发射结电压等于0.713V，此时三极管Q1导通且起到电流放大的作用（三极管截止时集电极电流只有几个毫安）；继续调节R2电阻让三极管保持导通，我们会发现集电极电流变化比较明显而发射结之间的电压几乎没变，这就是三极管的输入特性，曲线表示如下。

三极管输出特性曲线

三极管的输出特性：当基极电流为常数时，三极管集电极电流IC与集电-发射极之间电压UCE之间的关系曲线，根据不同的基极电流IB，将得到三极管的输出特性曲线是一组曲线，如上图所示。

三极管的输出特性分为三个状态：饱和区、放大区和截止区。

饱和区：三极管工作在饱和区时基极-发射极和基极-集电极之间都处于正向偏置，从图中可以看出饱和区的三极管集电极电流IC随着UCE的增大而增大，特别是UCE几乎为零时IC增大速率很明显。集电极电流IC超过一定值时，三极管的直流增益hFE会下降。当直流增益hFE下降到正常数值的三分之二时的集电极电流，称为三极管的最大集电极电流。

放大区：三极管工作在放大区时基极-发射极处于正向偏置，基极-集电极之间处于反向偏置（因为UCE大于0.7V），这个时候三极管集电极电流IC变化很平缓，也就是说三极管集电极电流IC等于直流增益hFE与基极电流IB的乘积。基极开路时加在集电极和发射极之间的最大允许电压成为集-射极反向击穿电压。当UCE大于集-射极反向击穿电压时将导致三极管的击穿（相当于二极管的PN结加上反向偏置电压超出最大反向耐压导致二极管的击穿）。三极管的数据手册中给出的集-射极反向击穿电压一般是常温25℃下的值，该值随着环境温度的升高而降低，使用时要特别注意。

截止区：显然此时三极管基极-发射极处于反向偏置，基极电流IB等于0。

总的来说三极管截止时等效于一个开关的断开（电阻无穷大），所以三极管集电极电流IC等于零；三极管饱和时等效于一个开关的接通（电阻很小），所以三极管集电极和发射极之间的电压几乎为零。集电极电流IC通过集电结时会产生热量，引起三极管的参数变化。当三极管因受热引起的参数变化不超过允许值时，集电极小号的功率等于IC和UCE的乘积。

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