光电管伏安特性曲线饱和电流(二极管的伏安特性曲线上共分哪几个区)

导语：如何真正理解三极管伏安特性曲线在饱和区的含义

初次学习三极管工作原理的时候，往往会对三极管的伏安特性曲线非常困惑，特别是饱和区的性质，本文就讨论这方面的内容。

三极管的工作电路如图所示。

图一 三极管工作电路

按照上述电路得出三极管的伏安特性如图所示。

教科书中一般都这样描述三极管的三个工作区：

1、截止区：三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压，发射结没有导通集电结处于反向偏置，没有放大作用。

2、放大区：三极管的发射极加正向电压（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），集电极加反向电压导通后，Ib控制Ic，Ic与Ib近似于线性关系

3、饱和区：当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时，再增大Ib，Ic也不会增大，超出了放大区，进入了饱和区。

上面三个工作区中，截止区和放大区的原理和曲线都好理解，本文不讨论。唯独饱和区，会让大多数同学感到非常困惑，按照上面教科书关于饱和区的解释，是说在这个区域中Ic不再随着Ib的增大而增大，但观察饱和区的曲线，那不都是一根根斜率很大的曲线吗？也就是说，在这个区域中，Ic不仅不是没有随着Ib的增大而增大，而是随着Ib的增大，自己增大的速率反而比放大区的更快，原因在哪里呢？

下面对这个问题予以详细解答。

首先看上面这个图。我们选取

这根曲线位于放大区的那一段，就是图中加了黄色的那部分。首先澄清一个概念：这部分代表的电路Ib变化了吗？没有吧，因为整根曲线代表的始终是

，对不对？那么，这和饱和区的Ic不再随着Ib的增大而增大这个问题有关系吗？没有吧，因为这部分曲线代表的Ib从来就没变过，对不对?那这部分看起来很陡峭又代表什么意思呢？首先，我们看到，黄色的这部分，是不是位于

很小的区域？而且这一部分，Ic的变化速率很快，是不是？还有刚才说的，Ib根本就没变，对吗？所以，把这三者结合起来，这段黄色曲线部分代表的含义是：在

很小的前提下，在Ib不变的基础上，Ic随着

的变化而快速增加，对吗？自己仔细想一下。

好了，既然这部分不是代表Ic不再随着Ib的增大而增大这个意思，那又怎么看得出饱和区具有这个特点呢？首先，要解释这个问题，Ib首先要变化，对吗？因此，我们分别在Ib不同的两根曲线上分别取两个点，如图所示，

图中的两个黑色圆点是不是一个代表Ib=80uA,一个代表Ib=40uA?Ib变化了，是吗？那么，又怎么说是Ic不再随着Ib的增大而增大呢？我们注意一下，上下两个黑点对应的Ic是不是分别为2mA和1.2mA左右？两者是不是只变化了0.8mA左右？再看放大区，Ib等于80uA的那部分曲线所对应的Ic是不是3.8mA左右，而40uA的那根是不是1.8mA左右？两者是不是变化了2mA左右？那么，在Ib同样变化40uA的前提下，Ic是在放大区改变的幅度大呢？还是在饱和区？如果再把黑色的两个圆点向着纵轴的方向平行移动，Ic的变化幅度是不是更小？那么，在饱和区，Ic不再随着Ib的增大而增大这样的说法有问题吗？

好了，我们已经解决了那个令人困惑的问题，那么，在饱和区，还有一个前面提到的这个现象：

为什么会有这个现象呢？参考图一，我们知道，Ic的形成，是因为发射区和集电区的电子由发射极向集电极的运动而产生，而要产生这个电流，首先必须Vb要大于Ve,也就是发射结正偏，才能把发射区的电子吸引到基区；然后，Vc必须大于Vb,也就是集电结反偏，这样，才能进一步把已经被从发射区吸引到基区的电子，进一步吸引到集电极，从而形成Ic。但在饱和区的时候，

很小，也就是Vc很小，比如0.3伏（Ve接地始终等于0），但Vb为了保证三极管导通，至少要大于0.7伏，因此，在饱和区的时候，其集电结也正偏了，那么，此时已经被从发射区吸引到基区的电子，再加上由于集电结也正偏而从集电区吸引到的电子，就大量聚集在基区附近而无法到达集电极，从而无法形成Ic。这个时候当Vc稍微增大的时候，就必然有大量电子被吸引到集电极，从而导致Ic的迅速增大，道路就如同一扇大门里面关住了很多急于出去的人，这个时候如果大门开了那么一点点，那些挤在门口的人，就必然尽力夺门而出一样。还要深究下去，就自己去分析

这个二极管的伏安特性方程在u很小的时候斜率的变化情况。

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