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IGBT模块的参数及特性曲线的解读

晶体管的输入输出特性曲线详解

晶体管的输入输出特性曲线详解届别系别专业班级姓名指导老师

二零一二年十月晶体管的输入输出特性曲线详解学生姓名：指导老师：摘要：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP 型晶体管。依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。晶体管的性能可以有三个电极之间的电压和电流关系来反映，通常称为伏安特性。生产厂家还给出了各种管子型号的参数也能表示晶体管的性能。利用晶体管制成的放大电路的可以是把微弱的信号放大到负载所需的数值晶体管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。晶体管是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。由于

其响应速度快，准确性，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。关键字：晶体管、输入输出曲线、放大电路的静态分析和动态分析。【Keywords】The transistor, the input/output curve, amplifying circuit static analysis and dynamic analysis. 一、晶体管的基本结构晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图 1-1(a)、(b)所示。从三个区引出相应的电极，发射极，基极，集电极，各用“E”（或“e”）、“B”(或“b”)、“C”(或“c”)表示。发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。当前国内生产的锗管多为PNP型(3A

晶体管输出特性曲线测试电路的设计实验报告

晶体管输出特性曲线测试电路的设计无 29班宋林琦 2002011547 一、实验任务：设计一个测量NPN 型晶体管特性曲线的电路。测量电路设置标有e 、b 、c 引脚的插孔。当被测晶体管插入插孔通电后，示波器屏幕上便显示出被测晶体管的输出特性曲线。要有具体指标的要求。二、实验目的： 1、了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理和方法。 2、熟悉脉冲波形的产生和波形变换的原理和方法。 3、熟悉各单元电路的设计方法。三、实验原理：晶体管共发射极输出特性曲线如图1所示，它是由函数i c =f (v CE )|i B=常数，表示的一簇曲线。它既反映了基极电流i B 对集电极电流i C 的控制作用，同时也反映出集电极和发射极之间的电压v CE 对集电极电流i C 的影响。如使示波器显示图1那样的曲线，则应将集电极电流i C 取样，加至示波器的Y 轴输入端，将电压v CE 加至示波器的X 轴输入端。若要显示i B 为不同值时的一簇曲线，基极电流应为逐级增加的阶梯波形。通常晶体管的集电极电压是从零开始增加，达到某一图2 晶体管输出特性测试电路图1 晶体管输出特性曲线 V CC 3

数值后又回到零值的扫描波形，本次实验采用锯齿波。测量晶体管输出特性曲线的一种参考电路框图如图2所示。矩形波震荡电路产生矩形脉冲输出电压v O1。该电路一方面经锯齿波形成电路变换成锯齿波v O2，作为晶体管集电极的扫描电压；另一方面经阶梯波形成电路，通过隔离电阻送至晶体管的基极，作为积极驱动电流i B ，波形见图3 的第三个图（波形不完整，没有下降）。电阻R C 将集电极电流取样，经电压变换电路转换成与电流i C 成正比的对地电压V O3,加至示波器的Y 轴输入端，则示波器的屏幕上便会显示出晶体管输出特性曲线。需要注意，锯齿波的周期与基极阶梯波每一级的时间要完全同步（用同一矩形脉冲产生的锯齿波和阶梯波可以很好的满足这个条件）。阶梯波有多少级就会显示出多少条输出特性曲线。另外，每一整幅图形的显示频率不能太低，否则波形会闪烁。四、主要设计指标和要求： 1、矩形波电压（V O1）的频率f 大于500Hz,误差为±10Hz ，占空比为4%~6%，电压幅度峰峰值大约为20V 。 2、晶体管基极阶梯波V O3的起始值为0，级数为10级，每极电压0.5V~1V 。 3、晶体管集电极扫描电压V O2的起始电压为0V ，幅度大约为10V 。五、电路设计及仿真结果： 1、电路基本组成：电路由5个基本部分组成，包括矩形波产生电路、锯齿波产生电路、阶梯波产生电路、电压变换电路和由以上4个电路组成的晶体管测试电路。 2、矩形波产生电路：用来产生窄的矩形脉冲，要求占空比为4％～6％，所用电路为一个由LM741组成的施密特触发器，用来产生矩形窄脉冲，由于二极管D3的单向导通功能，使得充放电时的回路电阻不同，以至于时间常数不同，从而决定了矩形脉冲的占空比不是50％，而是远小于50％。电路图以及仿真结果如下，矩形脉冲的峰峰值幅度大约为21V 。时钟源锯齿波发生器阶梯波发生器图3 输出特性曲线测试电路工作波形

三极管特性曲线分析

目录一、三极管特性曲线分析 (1) 1.1三极管结构 (1) 1.2 三极管输入特性曲线 (2) 1.3 三极管输出特性曲线 (2) 二、三极管应用举例 (3) 2.1 三极管在放大状态下的应用 (3) 2.2 三极管在开关状态下的应用 (3) 三、线性电路和非线性电路 (4) 3.1线性电路理论 (4) 3.2 非线性电路理论 (5) 3.3 线性电路的分析应用举例 (6) 3.4 非线性电路的分析应用举例 (7) 四、数字电路和模拟电路 (8) 4.1 数字电路 (8) 4.2 模拟电路 (8) 4.3数字电路和模拟电路区别与联系 (9) 五、总结与体会 (9) 六、参考文献 (10)

三极管输入输出曲线分析 ——谈线性电路与非线性电路摘要：三极管是电路分析中非常重要的一个元器件。本文主要分析了三极管输入输出特性曲线，介绍了线性电路和非线性电路的理论在分析工具的不同之处。同时，线性电路和非线性电路在分析电路时各有着不同的用处。最后，介绍了数字电路及模拟电路区别与联系。关键词：三极管；数字电子技术；模拟电子技术一、三极管特性曲线分析 1.1三极管结构双极结型三极管是由两个PN结背靠背构成。三极管按结构不同一般可分为PNP和NPN 两种。图1-1 三极管示意图及符号 PNP型三极管和NPN型三极管具有几乎等同的电流放大特性，以下讨论主要介绍NPN 型三极管工作原理。NPN型三极管其两边各位一块N型半导体，中间为一块很薄的P型半导体。这三个区域分别为发射区、集电区和基区，从三极管的三个区各引出一个电极，相应的称为发射极（E）、集电极（C）和基极（B）。虽然发射区和集电区都是N型半导体，但是发射区的掺杂浓度比集电区的掺杂浓度要高得多。另外在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的面积要大。由此可见，发射区和集电区是不对称的。双极型三极管有三个电极：发射极（E）、集电极（C）、基极（B），其中两个可以作为输入，两个可以作为输出，这样就有一个电极是公共电极。三种接法就有三种组态：共发射极接法（CE）、共基极接法（CC）、共集电极接法（CB）。这里只以共射接法为例分析其输入

电机特性曲线精编版

电机特性曲线集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

如何绘制性能曲线图作者：刘小鑫性能曲线图的四个要点 1、空载转速(N0)—指电机不受任何机械阻力或负载时的电压，在轴枝上测得的速度，单位为rpm(每分钟内旋转的圈数)。 2、空载载电流(I0)—指在电机无任何负载的情况下测得的电流量。 3、堵转转矩(Ts)—指因加载引致电机停止旋转时测得的转矩。但建议阁下不要如此操作，因“退磁”或过载可能损坏电机。 4、堵转电流(Is)—指在电机因过载而停止旋转时测得的电流量。绘制性能曲线图 1、速度曲线—是连接N0(空载转速)点及Ts(堵转转矩)点的曲线，其标示出电机在不同情况下的速度。 2、电流曲线—是连接I0(空载电流)点及Is(堵转电流)点的曲线，其标示出电机在不同情况下的电流量。 3、输出功率曲线—用以表示电机的输出功率，并可用以下公式计算：P=(速度x转矩)/9500(速度单位为rpm,转矩单位为mNm)。

4、效率曲线—用以表示电机的效率，可用以下公式计算：Eff(%)=(输出功率/(电压x电流))x100 影响电机性能的主要因素 1、输入电压—在保持I0不变的情况下，输入电压增大会令N0、Is及I0增大。 2、串接电阻—在保持N0不变的情况下，串接电阻增大会令Ts及Is减小。 3、绕组的匝数—在保持Ts不变的情况下，绕组匝数增加将令N0、I0及Is增大。 4、绕组的线径—在保持I0及N0不变的情况下，绕组直径增大将令Ts及Is增大。 5、磁通量—在保持Is不变的情况下，磁通量增大将令N0及I0减小。 6、温度—在Is及Ts减小的情况下，环境温度的上升将令N0及I0增大。

晶体管输出特性曲线实验报告

实验题目：晶体管输出特性曲线测试电路的设计姓名：林霁澜学号：2014011144 日期：2015.11.24&2015.12.1

一、实验目的 (1)了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理与方法。 (2)熟悉脉冲波形的产生和波形变换的原理和方法。 (3)熟悉各单元电路的设计方法。 (4)了解进行小型电子系统设计的一般思路和过程。二、实验电路图及其说明晶体管共发射极输出特性曲线：晶体管共发射极输出特性曲线如图所示。它以基极电流i B为参考变量，集电极电流i C与集电极和发射极之间的电压v CE的关系曲线。因此，输出特性曲线既反映了基极电流i B对集电极电流i C的控制作用，同时也反映出集电极和发射极之间的电压v CE对集电极电流i C的影响。实验参考电路框图：

如图：矩形波振荡电路产生矩形波脉冲输出电压v o1。该电压一方面经过锯齿波形成电路变换成锯齿波v o2，作为晶体管集电极的扫描电压；另一方面经过阶梯波形成电路及电压电流转换电路变换成阶梯电流，通过隔离电阻送至晶体管的基极，作为基极驱动电流。电阻R C将集电极电流i C取样，经电压变换电路转换成与电流i C成正比的对地电压v o3，加至示波器Y输入端，将晶体管的v CE加至示波器的X输入端，则示波器屏幕上会显示出晶体管的输出特性曲线。为了测量并且在示波器上显示晶体管输出特性曲线： 1、将集电极电流i C转换为电压信号后加至示波器的Y轴输入端，集电极与发射极之间的电压v CE应为扫描信号(锯齿波)，加至X轴输入端，示波器工作在XY模式。 2、要显示基极电流i B为不同值时的一簇曲线，则i B应为逐级增加的阶梯电流。 3、为了使显示稳定，必须保证v CE与i B严格同步，即对应i B波形的每一级台阶，示波器X轴都要完成一次扫描，因此有n级阶梯电流，就会显示n条输出特性曲线。 4、为了使波形不闪烁，还需满足每一簇完整的输出特性曲线显示频率不低于50Hz。（1）矩形波振荡电路设计参考要求：频率在1kHz以上，占空比小于10%（在输出幅度50%处测量），矩形波电压幅度为V pp≈20V（由运放产生）或V pp≈5V（由555产生）。记录矩形波频率和占空比。注意事项：若采用运放产生矩形波，设计时电阻阻值最好不低于10kΩ。（2）锯齿波形成电路

三极管输出特性曲线测试

三极管输出特性曲线测试 1、实验目的 (1) 理解三极管输入特性曲线与输出特性曲线的物理意义。 (2) 使用逐点法测量出三极管的输入特性曲线与输出特性曲线。 2、实验原理三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。应用最广泛的是共发射极电路，可以采用传统的逐点法测量，其基本测试连线电路如图-1所示。图-1 三极管输入、输出特性曲线测量连线图 (1)输入特性曲线在三极管共射极连接的情况下，当集电极与发射极之间的电压ce U 维持固定值时，be U 和b I 之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图-2所示。图-2 三极管的输入特性曲线

三极管输出特性曲线是指以三极管的基极电流b I 维持固定值时，测量集电极、发射极之间电压ce U 与三极管集电极电流c I 的关系曲线。曲线如图-3所示。图-3 三极管的输出特性曲线 3、实验步骤图-4 逐点测量法电路利用Multisim 软件进行逐点法测量三极管输入、输出特性曲线时的步骤如下： (1) 按原理图连线，将两个可调电位器的增量设为0.3%。

(2) 开启仿真开关simulate ，将电位器R3的百分比调为0%，此时U4显示0.900μV （按实际情况略有差异），即表示ce U ≈0；然后调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为下表对应各值的时候，测量对应的U3的be U 数值填入下表。按上述步骤，开启仿真开关simulate ，适当调节电位器R3的，使得U4显示4V ，即表示ce U ≈4V ；然后调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为下表对应各值的时候，测量对应的U3的be U 数值填入下表。 (3) 开启仿真开关，调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为0μA ，然后将电位器R3的百分比调为0%，此时U4显示0.900μV ，即表示ce U ≈0，读出此时电流表U2显示的电流c I ，填入下表。依次调节R3的百分比，使U4显示下表规定电压值，读出对应 c I 值，填入下面表格。按上述步骤，调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为40μA ，将数据依次填入下表。注意：在调整电位器R3改变电压表U4数据时，对电流表U1的数据可能会产生一些小的影响；反之，在调整电位器R2改变电流表U1数据时，对电压表U4的数据可能会产生一些小的影响，需及时微调电位器R2或R3进行修正。

晶体管特性曲线测试电路

近代电子学实验之晶体管特性曲线测试电路实验设计项目名称：晶体管特性曲线测试电路实验设计摘要：该电路可以实现NPN型晶体管输出特性曲线（Ic—Vce）的测试。在晶体管的基极通入恒定的电流，在集电极加载一定的电压，集电极就会产生放大后的电流输出。此时，便得到了晶体管的一条Ic—Vce曲线，即是晶体管的特性曲线的一条。若往基极通阶梯波，集电极加载锯齿波，那么输出特性曲线就是一簇曲线。该曲线可以得到晶体管的工作状态，对于研究晶体管特性静态特性有很大的用处。搭好电路后，最终的波形将在数字示波器上显示。实验设计目的： 1、应用运算放大器产生一些基本脉冲波：矩形波、锯齿波、阶梯波。 2、熟悉掌握运算放大器运用与设计。 3、应用这些脉冲波形构成简单的晶体三极管特性曲线测试电路。实验设计内容及要求： 1、矩形波：频率为500Hz，幅度-10V—+10V。

2、锯齿波：幅度0—10V连线可调，输出极性可变。 3、阶梯波：3—10阶连线可调。 4、电压—电流变换器：0.001<=I1<=0.2(mA)，输出电流方向可变（每阶0.001<=Ib<=0.02(mA)）。实验设计的基本原理：三极管特性曲线测量电路的基本原理：晶体三极管为电流控制器件，他们特性曲线的每一根表示当Ib一定时Vc与Ic的关系曲线，一簇表示不同Ib时Vc与Ic的关系曲线的不同关系曲线，就称为单晶体三极管的输出特性曲线，所以在晶体三极管的基级加上阶梯电流源表示不同 Ib。在每级阶梯内测量集射极电压 Vc和集电极定值负载电阻上的电压 Vr,通过电压变换电路将 Vr换算成集电极电流 Ic, 以 Ic作为纵轴, Vc 为横轴, 在数字示波器上即可显示一条晶体管输出特性曲线。示波器的地线与测量电路地不可相通。即测量电路的稳压电源不能接大地。（因为示波器外壳已接大地）晶体三极管特性曲线测量电路原理框图如下: 框图在本测量电路中，两种波形的准确性直接影响到了输出曲线的好坏。故在实验中需准确调整主要电阻电容的参数。实验设计中使用到的元件：

三极管输入输出特性曲线及工作状态判别

体验式课堂教学模式之专业理论课江苏省启东中等专业学校 “理实一体化”集体备课导学案课题：三极管输入输出特性曲线及工作状态判别第课时总第个导学案主备人：任课教师：授课时间：年月日教学三维目标知识与技能目标：1．三极管的输入、输出特性；2．三极管的工作状态判别，了解其使用时的注意事项3.能正确指出输出特性曲线的三个区域，明确三极管的三个状态过程与方法目标：1、在学习的过程中锻炼学生的观察能力； 2、在操作过程中锻炼学生的分析能力、动手能力； 3、在带着问题思考、做题过程中提高学生的自主学习能力。情感态度价值观目标：1、学生在过程中产生学习电子技术的兴趣； 2、在分组练习的过程提高团队合作的作风； 3、在整个教学过程中提高学生的安全意识和操作规范。教学重点三极管的输入、输出特性教学难点三极管的工作状态判别教法学法教学模式：体验式教学教法：任务驱动法、演示教学法、多媒体辅助教学法学法：自主学习，合作学习，探究学习教学准备学生分组准备：根据学生特质进行分组、每四人一组（保证每组有一名动手能力强的学生）学生知识技能准备：晶体三极管基础知识教学环节教学活动过程活动内容学生活动教师活动

情境创设情感体验A．复习 1．三极管的类型、分类、结构。 2．三极管的电流分配关系。 3．三极管的电流放大作用。 B．引入三极管的基本作用已经明了，还需进一步了解三极管的特性，包括输入特性和输出特性的特性曲线，三极管在不同电压条件下的工作状态等。研究三极管的电流分配与放大作用时要注意两个方面。复习对于新知识的掌握非常重要，所以教师务必注意此环节。任务引领探究体验任务一、三极管共发射极输入特性 1．定义：VBE与IB的数量关系。 2．输入特性曲线 ——对每一个固定的VCE值，IB随VBE的变化关系。（1）当VCE增大时，曲线应右移。（2）当VBE ＞0.3 V时，曲线非常靠近。（3）当VBE大于发射结死区电压时，IB开始导通。导通后VBE的电压称为发射结正向电压或导通电压值，硅管为0.7 V.锗管约为0.3 V。任务二、晶体三极管的输出特性曲线 1．定义每一个固定的IB值，测出IC和VCE对应值的关系。学生认真听讲，理会教师的思路和方法学习输入与输出特性曲线时要明确：1三极管是非线性器件，不能简单用数学表达式反映各电极间电压和电流的关系； 2研究输出特性曲线时要指导在曲线上升部分 Ic主要取决于Vce而与 Ib 无关。

北京交通大学三极管输入输出特性曲线分析

数字电子技术研究论文三极管输入输出特性曲线分析学院：班级：学号：学生：指导教师： 2012年12月

浅析三极管输出特性曲线

浅析三极管输出特性曲线记得当年学模电，感觉整个模拟电路都在和这个图做斗争，其实很多时候我们并不是不理解，只是说服不了自己去相信这些事实，这篇文章我将分享一些我自己的理解方法，可能并不是很准确，但希望能帮助大家理解。在讲输出特性曲线之前，我首先要写很多废话来讲清楚三极管到底是怎么工作的。 1、发射区向基区发射电子电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。 2、基区中电子的扩散与复合电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。 3、集电区收集电子由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。以上是书本上的解释，我相信初学者很少有能看懂这些正确的废话的，但是当你看完这篇文章再回头读读这些话，你就会感叹，教科书里面的话真的是很精辟，没有一句废话。废话不多说，要搞明白三极管，首先要搞明白二极管（这里所讲的是晶体二极管，电子二极管比这个好理解）。而要弄懂二极管，自然不可回避PN结——在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，我们称两种半导体的交界面附近的区域为PN结。其实通过这个定义，你依然不能解释很多问题，这里涉及到载流子的问题，在P区载流子主要是空穴，而N区主要载流子是电子，如果将P型半导体

MOSFET的输入输出特性曲线

《VLSI设计导论A》实验报告题目： MOSFET的输入输出特性曲线2014年 4 月29日

目录目录 1任务 (1) 2目的 (1) 3实验环境 (1) 4实验内容 (1) 4.1原理图设计 (1) 4.1.1 原理图输入 (1) 4.1.2 器件参数设计 (2) 4.2电路仿真 (2) 4.2.1 激励源输入 (2) 4.2.2 Spice网表 (3) 4.2.3 仿真结果 (4) 4.3问题与分析 (4) 4.3.1 问题描述 (5) 4.3.2 原因分析 (5) 4.3.3 解决方法 (5) 5心得体会 (5)

1任务本次实验的主要任务包括以下方面： 1)掌握使用S-Edit进行原理图设计的方法，并完成MOSFET原理图的输入； 2)掌握使用TSpice进行原理图仿真的方法，并完成MOSFET的电路仿真。2目的通过本实验练习逐步具备： 1)电路分析能力 2)EDA工具的使用能力 3)文档撰写能力 3实验环境完成本题目需要的EDA工具包括： ●版图编辑工具L-Edit ●原理图编辑工具S-Edit ●电路仿真工具TSpice 4实验内容 4.1 原理图设计本步骤完成电路在Sedit中的输入和参数修改。 4.1.1 原理图输入

4.1.2 器件参数设计 4.2 电路仿真本步骤完成MOSFET电路的瞬态仿真。 4.2.1 激励源输入

4.2.2 Spice网表 1:Vgs和Id之间 2：Vgs、Vds和Id之间

4.2.3 仿真结果 4.3问题与分析本次实验过程中遇到的问题与解决方法如下：