三极管饱和区的详细解释

一、问题来源

在观看清华大学华成英老师模拟电子技术基础课中，三极管的饱和区是一笔带过，对应的课本教材也没有做充分的解释说明，对于初学者在概念和三极管微观上的理解不是很友好。

二、问题点

1、三极管的饱和区，饱和指的是什么？

三、问题分析

首先说下结论：

教材上和老师说的，饱和区状态发射结正偏，集电极正偏。饱和过程问题导致很多人理解不了。饱和状态到底是什么饱和？怎么样是饱和的？饱和的微观过程是什么？

我们以NPN型共射极放大电路为例说明这个状态

 在谈论三极管饱和的时候，不能离开负载电阻。以上图为例，，随着增大，减小，当<0.6V(门限电压）时，B-C结（集电结）进入正偏，已经很难继续增大，就说这个状态为饱和状态。当然，如果继续增大，会使再减小，例如降到0.3V（以硅星NPN管为例）甚至更低，就是深度饱和了。

 饱和时，>。但是，>时不一定饱和。一般判断的直接依据还是放大倍数，有的三极管在>时还能保持高的放大倍数。

现在从输出特性曲线上分析饱和问题：以某三极管输出特性曲线为例，将电压向右延伸至4V，根据上面公式，在输出特性曲线上，上述关系是一段斜线，斜率是，X轴上的截距就是电源，Y轴上的截距就是（e、c两极时的极限）。这条斜线就叫静态负载线（以下称负载线）。负载线与每条三极管输出特性曲线的交点就是，每个基极电流值下的工作点，如下图所示。

 我们假定=4V，绿色的斜线就是负载电阻D负载线，=50mA，图中标出了分别等于0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、1.0mA状态下的工作点A、B、C、D、E、F。根据这些点作出与的关系曲线。根据这个曲线，我们就能比较清楚直观的看出饱和的含义。曲线的绿色段是工作在放大区，随的增大几乎线性增大。可以看出放大倍数约为200。蓝色段开始变弯曲，斜率逐渐变小，到红色段几乎水平，这就是饱和状态。实际上，饱和是一个渐变的过程，蓝色段可以被当作是初始进入饱和状态。实际工作中，常用来作为判断饱和的临界条件。在图中就是将绿色线段继续延伸，与=50mA的水平线相交的点，就是饱和的临界点。图中可见，此时约为0.25mA。

 由图可见，根据算出的值，只是使三体管进入初始饱和状态，实际上要比该值大数倍以上，才能让三极管进入真正的饱和，倍数越大进入的饱和程序越深。

图中还画出了负载电阻为200欧姆的负载线。可以看出，对应于=0.1mA，负载电阻为80欧姆时还在放大区，而负载电阻为200欧姆时，已经接近进入饱和区了。负载越小，进入饱和区所需要的值越大，饱和状态下的C-E压降越大。

以上就是对于晶体三极管饱和区的一些分析。