（BJT在各种偏置时输出电流的相对大小如何？BJT击穿电压的相对大小如何？）

 作者：Xie M. X. (UESTC，成都市)

（1）BJT的基本工作状态：

BJT的基本工作状态有三种：放大状态、截止状态和饱和状态。BJT处于何种工作状态，完全由发射结和集电结上外加偏压的方向来决定：

*发射结正偏、集电结反偏：放大状态(输出电流正比于输入电流);

*发射结反偏、集电结反偏：截止状态(输出小电流、高电压);

*发射结正偏、集电结正偏：饱和状态(输出最大的恒定电流、低电压，I_C=V_CC/R_L)。

由于BJT有三个电极（E，B，C），这三个电极的不同连接方式也将导致BJT具有不同的特性；而且BJT还有三种基本应用组态，不同的组态也将导致BJT具有不同的特性。所以，BJT的电学性能既与偏置条件有关，也与BJT的应用组态有关。

（2）基区中少数载流子浓度的分布形式：

由于BJT的工作主要是依靠其中少数载流子的输运来实现的，而少数载流子输运所产生的电流主要是扩散电流，则BJT电流的大小将直接决定于少数载流子浓度分布的梯度，因此BJT的工作性能也将直接决定于基区中的少数载流子浓度的分布形式。这就意味着，尽管BJT的性能与许多因素有关，但是只要明确了基区中少数载流子浓度分布的形式，那么就可以一目了然地大致知道相应的基本特性。

BJT基区中的少数载流子浓度分布原则上都可以在不同的边界条件下、通过求解扩散方程而得到。对于基区宽度小于少数载流子扩散长度的情况，浓度分布是线性分布；对于基区宽度远大于扩散长度的情况，浓度分布是指数分布；对于基区宽度～扩散长度的情况，浓度分布是双曲线函数的分布。

当基区宽度一定时，在不同的偏置情况下，少数载流子浓度分布的形式也将大不相同。BJT基区中基区中少数载流子浓度的几种典型分布形式如图（a）和（b）所示。

图（a）是BJT共基极组态的分布形式：①对应于放大状态（输出电流I_C=a_oI_E）；②对应于截止状态（输出很小的截止电流～I_CBo）；③对应于饱和状态（输出电流最大、恒定）；④是发射结0偏（E-B短路）时的分布（浓度梯度完全决定于平衡少数载流子浓度，输出电流I_CBS大于I_CBo，但小于放大状态的电流）；⑤是发射极开路（I_E=0）时的分布（在分布②与分布④之间，输出电流I_CBo大于，但小于）；⑥对应于临界饱和状态（发射结正偏、集电结0偏），这是放大状态的极限，输出电流仍有I_C=a_oI_E。

图（b）是BJT共发射极组态的分布形式：①对应于放大状态（I_C=b_oI_B），这时的输出电流也就是集电结的反向电流I_CEZ；②对应于截止状态（输出电流也就是集电结的反向饱和电流～I_CBo）；③对应于饱和状态（输出电流最大、恒定）；④是发射结0偏（E-B短路）时的分布（与共基极组态的④相同，输出电流为I_CES）；⑤是发射结上加有一个较小的反向偏压时的分布（输出电流I_CEX在②与④之间，小于I_CES、大于I_CBo）；⑥对应于临界饱和状态（发射结正偏、集电结0偏），仍属于放大状态，有I_C=b_oI_B。

对于共发射极组态，还有两种特殊的情况：一是基极（输入端）开路，这时相应的分布类似于①、但梯度远小于①（因为这时仍然是发射结正偏、集电结反偏，属于放大状态，只不过电流很小而已），处于①与④之间；输出的电流为穿透电流（I_CEo=(1+b_o)I_CBo），大于共基极组态输入端（发射极）开路时的I_CBo。二是在基极与发射极之间接上一个电阻，这时相应的分布应该位于基极开路的①和基极短路的④之间，因此输出电流I_CER也在这两种状态之间（大于I_CES、小于I_CEo）。

总之，BJT的输出电流从本质上来说，都是集电结的反向电流；对于共发射极组态BJT，在各种偏置条件下的集电结反向电流的相对大小可以给出为：

I_CEZ>I_CBo>I_CER>I_CES>I_CEX>I_Cbo

（3）共发射极组态BJT在各种偏置条件下的击穿电压：

BJT的击穿电压是集电结反向电流急剧增大时的电压，与反向电流的大小直接有关（反向电流越大，击穿电压就越低）。

BJT的各种击穿电压主要有（除发射结击穿电压以外）：

BV_EBo是集电极开路时，E-B之间所能承受的最高反向电压，即发射结的击穿电压。

BV_CBo是共基极组态、发射结开路时、B-C之间的最高反向电压，即集电结的击穿电压。

BV_CEo是共发射极组态、在基极开路时的C-E之间的击穿电压。

BV_CES是共发射极组态、B-E短路时所对应的C-E之间的击穿电压。

BV_CER是共发射极组态、B-E之间接有电阻时所对应的C-E之间的击穿电压。

BV_CEX是共发射极组态、B-E之间接有反向偏置电源时所对应的C-E之间的击穿电压。

BV_CEZ是共发射极组态、B-E之间接有正向偏置电源时所对应的C-E之间的击穿电压，这实际上也就是放大状态时的击穿电压。

由各种偏置条件下的集电结反向电流的相对大小，即可得知各种击穿电压的相对大小为：

I_CEZ<I_CBo<I_CER<I_CES<I_CEX<I_Cbo