三极管输出特性

截止区:
ib<=0,ic≈0,发射结和集电结都反偏
放大区:
发射结正偏,集电结反偏ic = βib
饱和区:
发射结和集电结都正偏,uce较小,ic基本不随ib变化

### 三极管输出特性曲线 三极管输出特性曲线描述的是集电极电流 \(I_c\) 和集电极-发射极电压 \(U_{ce}\) 的关系,当基极电流 \(I_b\) 或者基极-发射极电压 \(U_{be}\) 被固定在一个特定值时[^2]。这些曲线通常被分为三个主要区域:截止区、放大区和饱和区。 #### 截止区 在截止区内,\(U_{be}\) 不足以使三极管导通,因此无论 \(U_{ce}\) 如何变化,集电极电流 \(I_c\) 都接近零。这一状态下的三极管相当于一个断开的开关[^4]。 #### 放大区 在放大区内,随着 \(U_{ce}\) 增加而保持 \(I_b\) 恒定的情况下,集电极电流 \(I_c\) 几乎不随 \(U_{ce}\) 变化,而是几乎完全由 \(I_b\) 控制。这是三极管作为线性放大器工作的典型模式[^5]。 #### 饱和区 进入饱和区后,即使进一步增加 \(I_b\),由于 \(U_{ce}\) 较低,\(I_c\) 将不再显著增长。此时三极管可以被认为是一个闭合的开关[^3]。 以下是绘制输出特性曲线的一个简单实验电路示意图: ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np # 定义函数模拟 Ic-Uce 关系 (假设 Beta=100, Ib 固定) def ic_vs_uce(u_ce, i_b): beta = 100 return beta * i_b if u_ce >= 0.7 else 0 u_ce_values = np.linspace(0, 10, 100) # Uce from 0V to 10V i_b_fixed = [0.01e-3, 0.02e-3, 0.03e-3] # Fixed base currents in Amps for ib in i_b_fixed: i_c_values = [ic_vs_uce(u, ib) for u in u_ce_values] plt.plot(u_ce_values, i_c_values, label=f'Ib={ib*1e3}mA') plt.title('Output Characteristics Curve of a BJT') plt.xlabel('Collector-Emitter Voltage $U_{CE}$ (Volts)') plt.ylabel('Collector Current $I_C$ (Amps)') plt.legend() plt.grid(True) plt.show() ``` 上述代码展示了如何通过编程方式生成三极管输出特性曲线图。每条曲线对应不同的基极电流 \(I_b\) 下的 \(I_c\) 对 \(U_{ce}\) 的响应情况。
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