晶體管知識-晶體管輸入、輸出特性及電流傳輸特性解析

晶體管（transistor）是一種固體半導(dǎo)體器件（包括二極管、三極管、場效應(yīng)管、晶閘管等，有時特指雙極型器件），具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關(guān)，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開關(guān)（如Relay、switch）不同，晶體管利用電信號來控制自身的開合，所以開關(guān)速度可以非常快，實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。

晶體管特性是其表示之間的關(guān)系的曲線的電流和電壓一的晶體管在特定配置。通過將晶體管配置電路視為類似于雙端口網(wǎng)絡(luò)，可以使用以下類型的特性曲線來分析它們。

1.輸入特性：這些描述輸入電流的變化，輸入電壓值的變化使輸出電壓保持恒定。

2.輸出特性：這是輸出電流與輸出電壓的關(guān)系曲線，輸入電流恒定。

3.電流傳輸特性：該特性曲線顯示輸出電流隨輸入電流的變化，保持輸出電壓恒定。

晶體管的共基極（CB）配置

在CB配置中，晶體管的基極端子在輸入和輸出端子之間是公共的，如圖1所示。這種配置提供低輸入阻抗，高輸出阻抗，高電阻增益和高電壓增益。

晶體管CB配置的輸入特性

下面的圖2顯示了CB配置電路的輸入特性，該電路描述了發(fā)射極電流的變化，I E與基極 - 發(fā)射極電壓，V BE保持集電極 - 基極電壓，V CB恒定。

這導(dǎo)致輸入電阻的表達(dá)為：

晶體管CB配置的輸出特性

CB配置的輸出特性（圖3）顯示了當(dāng)發(fā)射極電流I E保持恒定時，集電極電流I C與V CB的變化。從圖中可以看出，輸出電阻可以通過以下方式獲得：

晶體管CB配置的電流傳遞特性

下面的圖4顯示了CB配置的電流傳輸特性，它說明了I C與I E的變化，使V CB保持為常數(shù)。得到的當(dāng)前增益的值小于1，可以在數(shù)學(xué)上表示為：

晶體管的共集電極（CC）配置

該晶體管配置具有在輸入和輸出端子之間共用的晶體管的集電極端子（圖5），并且也稱為射極跟隨器配置。這提供高輸入阻抗，低輸出阻抗，小于1的電壓增益和大電流增益。

晶體管CC配置的輸入特性

圖6顯示了CC配置的輸入特性，它描述了根據(jù)V CB的 I B隨著集電極 - 發(fā)射極電壓V CE的恒定值的變化。

晶體管CC配置的輸出特性

下面的圖7顯示了CC配置的輸出特性，其顯示了對于I B的常數(shù)值，I E相對于V CE的變化的變化。

晶體管CC配置的電流傳輸特性

CC配置的這種特性（圖8）顯示了I E與I B的變化，使V CE保持為常數(shù)。

晶體管的共發(fā)射極（CE）配置

在這種配置中，發(fā)射極端子在輸入和輸出端子之間是公共的，如圖9所示。這種配置提供中等輸入阻抗，中等輸出阻抗，中等電流增益和電壓增益。

晶體管CE配置的輸入特性

圖10示出了晶體管的CE配置的輸入特性，其示出了當(dāng)V CE保持恒定時根據(jù)V BE的 I B的變化。

從上面圖10所示的曲線圖可以得到晶體管的輸入電阻

晶體管CE配置的輸出特性

CE配置的輸出特性（圖11）也稱為集電極特性。該圖顯示當(dāng)I B保持恒定時I C隨V CE的變化而變化。從圖中可以看出，輸出電阻可以通過以下方式獲得：

晶體管CE配置的電流傳輸特性

CE配置的這種特性表明I C與I B的變化使V CE保持恒定。這可以通過數(shù)學(xué)方式給出

該比率稱為共發(fā)射極電流增益，并且始終大于1。

最后，需要注意的是，盡管所解釋的特性曲線是針對BJT的，但即使在FET的情況下，類似的分析仍然很好。眾所周知，最近關(guān)于芯片的話題很熱，尤其是任何有關(guān)于國產(chǎn)芯片的好消息就更熱了。而在近日，突然有一則消息刷屏了，那就是中國科研人員實(shí)現(xiàn)了3nm半導(dǎo)體工藝的突破性進(jìn)展。