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双极型晶体管特性

BJT 输入/输出特性曲线与工作点分析

参数控制

基极电流 \(I_B\) 20 μA
0 μA100 μA
集射极电压 \(V_{CE}\)（由负载线求得） 8.1 V
0 V20 V
电流增益 \(\beta\) 180
20300
厄尔利电压 \(V_A\) 100 V
50 V300 V
电源电压 \(V_{CC}\) 12 V
5 V20 V
集电极电阻 \(R_C\) 1.0 kΩ
0.5 kΩ5.0 kΩ

工作点参数

\(I_{CQ}\)
3.89 mA
\(V_{CEQ}\)
8.1 V
\(I_{EQ}\)
3.91 mA
\(\beta\)
180
\(\alpha\)
0.994
\(g_m\)
151 mS
工作区域
放大区 (Active)

输入特性曲线（ \(I_B\) vs \(V_{BE}\) ）

基极电流随基射极电压呈指数变化，红色圆点标记当前工作点

输出特性曲线族（\(I_C\) vs \(V_{CE}\)）

不同 \(I_B\) 下的 \(I_C\)-\(V_{CE}\) 曲线族（含 Early 效应），红色虚线为 DC 负载线，红点为 Q 点

关键公式

\[I_E=I_B+I_C,\qquad I_C\approx\beta I_B\left(1+\frac{V_{CE}}{V_A}\right)\quad\text{（正向放大区）}\]
\[\alpha = \frac{\beta}{1+\beta} \qquad I_C = I_S e^{V_{BE}/V_T} \left(1 + \frac{V_{CE}}{V_A}\right) \qquad g_m = \frac{I_C}{V_T}\quad\text{（正向放大区）}\]