二极管开关的通断是受两端电压极性控制。
三极管开关的通断是受基极 b 控制。
1、三极管的三种工作区域
BB
C
E
C
E
/CI mA
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
饱和区 —— iC受 vCE显著控制的区域，该区域内 vCE的
数值较小，一般 vCE＜ 0.7V(硅管 )。此时
发射结正偏，集电结正偏 或反偏电压很小 。
截止区 —— iC接近零的区域，相当 iB=0的曲线的下方。
此时,发射结反偏，集电结反偏 。
放大区 —— iC平行于 vCE轴的区域，
曲线基本平行等距。
此时,发射结正偏，集
电结反偏, 电压大于
0.7V左右 (硅管 ) 。
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管工作在放大区。
三极管放大条件：
EBBE VVV ??,0发射结正偏：
CBBC VVV ??,0集电结反偏：
放大特点：
基极电流 IB对集电极电流 IC有很强的控制作用,IC=β IB。
从特性曲线上可以看出，在相同的 VCE条件下,IB有很小的变
化量 Δ IB,IC就有很大的变化量 Δ IC。
三极管有放大能力,i c ＝ β i b
三极管工作在饱和区。
饱和区 VCE比较小, 也就
是 IC受 VCE显著控制区 。 即将
输出曲线直线上升和弯曲部分
划为饱和区 。
三极管饱和条件：
EBBE VVV ??,0发射结正偏：
CBBC VVV ??,0偏：集电结 正
基极电位高于发射级、集电极电位。
i b ≥ IBS
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管饱和特点：
当 VCE减少到一定程度后,
集电结收集载流子的能力减弱,
造成发射结, 发射有余, 集电
结收集不足,, 集电极电流 IC不
再服从 IC=β IB的规律 。
三极管饱和时的等效电路：
硅管 0.7V
锗管 0.3V
硅管 0.3V
锗管 0.1V
不考虑管压降时的等效电路 等效于开关闭合
VCES
b c
VBES
+ +
- -
e e
cb
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管工作在截止区，
IB=0曲线以下。
发射结、集电结均反偏。
VBE≤0 VBC<0
CCCCB VVII ???,,00
三极管相当于开路
三极管截止等效电路：
所以可以利用三极管饱和、截止状态作开关。
三极管截止条件：
等效于开关断开
e
cb
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管 PN结四种偏置方式组合
发射结 (be结 ) 集电结 (bc结 ) 工作状态
正偏 反偏 放大状态
正偏 正偏 饱和状态
反偏 反偏 截止状态
反偏 正偏 倒置状态
/ci mA
/CEVV
20uA
40uA
60uA
80uA
100uA
120uA
CC
C
V
R
根据 VCC和 RC值，
在输出特性曲线上画
一条负载线。
当 Vi < 0 时：
三极管截止，工作在特性曲线 A点。
当 i b＝ 60μA时
i C = β i b =50X60=3mA
mAKRVI
C
CC
CS 32
6 ??? T 临界饱和
当 i b>60μA时
i C 几乎不变。三极管进入饱和区。
临界饱和时基极电流：
C
CCcs
bs R
VII
?? ??
饱和时集电极电流：
C
CC
CS R
VI ?
RC
2KΩ
VCC=6V
RB
vi
vo
β=50i
b
i c
-1V
+3V
首先求出基极电流??bi
然后求出临界饱和时基极电流,??
bsI
bsb Ii ?
三极管工作在饱和状态,大的越
多，饱和的越深。
bsb Ii ? 三极管工作在放大状态
0?beV 三极管工作在截止状态
IV
2bV
1bV
0 t
Ci
0
t
CMAXi
理想情况下：（饱和、截止动作瞬时完成）
三极管开关和二极管开关一样，都
存在开关惰性。三极管在作开关运用时，
三极管饱和及截止两种状态不是瞬时完
成。因为三极管内部存在着电荷建立和
消散过程。
Vi = ＋ Vb2时,T 饱和
C
CC
c R
Vi ?
max
Vi = － Vb1时,T 截止 0?Ci RC
VCC
RBv
i
vo
i b
i c
1bV
0.9CMAXi
IV
2bV
0 t
0
t
CMAXi
0.1CMAXi
dt rt st ft
Ci
RC
VCC
RBv
i
vo
i b
i c
Vi = - Vb1 时,T 截止 i b ≈ 0 i c ≈
0
实际情况下,
输入由－ Vb2上跳到＋ Vb1,T由止 → 放大 → 饱和。
输入由＋ Vb2下跳到 -Vb1,由饱和 → 放大 → 止 。
需要经历四个时间：
延迟时间, i c 由 0上升到 0.1 i c max
上升时间, i c 由 0.1 i c max上升到 0.9 i c max
存储时间, i c 由 I c max下降到 0.9 i c max
下降时间,i c 由 0.9 i c max下降到 0.1 i c max
T由截止 → 导通需要的时间,tON =td+tr
T由导通 → 截止需要的时间,tOff=ts+tf
ont offt
用基区电荷分布图说明
当输入
发射结由,反偏 → 正偏 所需时间 td
正向偏压
基极驱动电流
发射区扩散到基区电子数
集电极收集的电子数
由小到大变化
当基区的电子浓度增加到 4 时,
发射结正偏后：
集电极电流达到临界饱和,ICS
基区中电子积累所需时间,t r
0
1 三极管由截止进入饱和过程：
N NP
电子浓度
1
2
3
4临饱
放大
正偏
IB≥I BS 时，发射结 发射有余,集
电极 收集不足 。过剩电子在基区积累，
如 4→5 。这段时间就是存储时间 t s
当 i b继续增加：
电子浓度
N P N
1
2
3
4
5
0
1分析输入信号由：
希望基极驱动电流 i b 1很大，加速三
极管由截止向饱和转变，缩短上升时间
t r,减少延迟时间，提高工作速度。
虽然 i b1增加带来 td,t r 减小。同
时也会使 t s 增加。要求驱动电流不
是常数，而是 前大后小, 前大加速建
立，后小不过分饱和。
正偏
放大
临饱
深饱
1bi
电子浓度
N P N
1
2
3
4
5
当输入
0
1 三极管由饱和进入截止过程：
由于基区电子不能立即消失,T 仍然
饱和，其转变过程是：随正偏压的减小，
基区存储的电子逐渐减小。 5→4 区间中
电子积累从 深饱和 → 浅饱和 → 临界饱和
→ 放大 → 截止。
分析输入信号由,01
希望基极驱散电流 i b 2很大,加速三极
管由饱和向截止状态转变。
同样 i b2增加带来 t f 减小。同时也会使 t d 增加。即：三极管截止
时，反偏电压越大，转向正偏时间越长。因此，要求驱动电流也不是
常数，而是 前大后小, 前大快速驱散，后小不过分截止。
深饱
临饱
放大
正偏
2bi
结论：
把三极管由截止 → 饱和的基
极电流 i b1叫做正向驱动电流。
把三极管由饱和 → 截止的基极
电流 i b2叫做反向驱散电流。
这样一个前大后小的基极驱动电
流很难选取。但可以利用电容 C上的电
压不能突变的特性，近似实现。这个
电容叫做 加速电容 。
iV
bi
t
t
0
0
RC
VCC
R1
vi
vo
RS
C1
R1,R2、外加负偏压－ VBB及 Vi
共同决定三极管工作状态，保证三极
管在开关方波的作用下可靠工作于饱
和、截止两种状态。
那么如何保证三极管可靠工作？
就依靠合理选择基极偏置电阻来保证 。
（ 设计问题 ）
当 Vi = 0 时：
希望 T截止
先假设 T止再
看是否止
画截止等效电路
1
21
RRR VV BBbe ???? ≤ - 1V
三极管截止条件,V be≤0
令,V be≤－ 1V T 可靠截止
当 V i = E 时：
希望 T饱和，
先假设 T饱和再
判是否饱和
画饱和等效电路
21
21 R
V
R
Eiii BB
b ????
三极管截止条件,i b ≥ IBS
0
E
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
R1
R2
VBB
b
e+
?
R1
R2
VBB
b
e+
?
+
?E
i b
i 1 i 2
C
CCCS
bS R
VII
?? ?? C
CCBB
R
V
R
V
R
E
??? 21
即,三极管一定饱和。
元件选择,T,先选择开关管，再根据手册给出 ICM确定 RC。
VCC,－ VBB 根据工作条件确定。
C1根据开关管截至频率确定。
反相器的优点：
输出振幅比较大，饱和时 VO ≈ 0 。
截止时,VO ≈ VCC 。
三极管饱和时,V c e s = 0.3V 所以功耗小。
对 β 的一致性要求底，只要满足
?
CS
b
Ii ?
CO
反相器的基本功能是将输入信号反相输出，输出信号应保
持与输入信号形状一致，但由于三极管本身存在：开关时间、
分布电容及寄生电容的影响，使输出波形产生一定畸变，只能
采取措施，使这种畸变尽可能减小至容许范围之内。
常用方法,采用加速电容，增加钳位二极管。
VCL:钳位电压,VCL< VCC
DCL：钳位二极管。
CO,输出端分布电容及负载电容之和。
当,Vi = VIL
T 止,DCL导,VO=VCL
VCC以 τ ＝ RCCO向 CO充电
负载变化，稳定输出。
当,Vi = VIH
T饱和,CO 放电,τ = r CES CO
由于 RC ? r CES CO 快速放电。
DCL对下降沿影响小。
当,Vi 从
T由饱和变为截至，由于电容上的电压不
能突变，又以大时常数 RCO充电，充电速
度比较慢。当充至 VO≥VCL,DCL导通。 VO被
钳位于 VCL
VCLVCC
C1
R1
R2
-VBB
RC D
CL
OV
IV
反相器负载有两种情况：
流进反相器的电流叫 灌流负载 。 记做 i OI
流出反相器的电流叫 拉流负载 。 记做 i op
如何衡量反相器带负载能力？
反相器在正常工作条件下：
饱和状态,VO = 0.3V,反相器所允许最大灌
电流 IOCM是多少？
截止状态,VO = V CL,反相器所允许最大拉
电流 IOPM是多少？
三极管饱和时：
VO= V c e s=0.3V,D CL 止,i DCL =0
流入集电极电流：
IBS i C = i RC + i OI
由饱和条件 i B ≥IBS 知：
IBS：增加使三极管饱和深度减少，有可能引起三极管退出饱和。
所以：灌电流的增加，不应破坏三极管的饱和条件。即：
i C ≥ IC / β i RC + i OI ≤βi Bi C = βi B
分饱和、截止两种状态讨论。
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i DCL
i C
DCL
VCL
OIi
三极管截至时：
i C = 0 DCL 导通 VO = VCL
流入钳位二极管电流,i DCL = i RC + i OI
灌电流的增加不可能烧坏钳位二极管。
三极管饱和时所允许的最大灌电流：
= ICM –VCC / RC
I0IM ≤ β i B –i RC
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i DCL
i C
DCL
VCL
OIi
三极管饱和时：
DCL 止 i DCL= 0
拉电流,i OP = i RC – i C
由饱和条件 i B ≥IBS 知：
i op的增加引起 i C 的减少,i C 的减少又引起 i B 的减少。三
极管的饱和深度加深。所以拉电流的增加，不破坏三极管的饱
和状态 i op的增加，最大将 i C 拉到 0 。
所以：最大拉电流,IOPM ≤ i RC-0 = VCC / RC
仍然分饱和、截止两种状态讨论。
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i C
DCL
VCL
i OP
三极管截至时：
DCL 导通i C = 0 VO = VCL
i RC = i DCL + i OP
拉电流 i OP增加到一定程度
使 i DCL 减小到 0,D 失去钳位作
用。
因此三极管截至时，最大拉电流以钳位二极管不失
去钳位作用为原则。
IOPM ＝ i RC≤V CC-VCL / RC 即,i DCL 不能为 0
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i DCL
i C
DCL
i OP
VCL
1,当 β ＝ 30,T能否可靠饱和或截止？
2,在输入为高电平时，保证 T可靠
饱 和,β 值最小等于多少？
3,在输入为低电平时，保证可 T
靠截止,VBB值最小等于多少？
题意分析, 先判导和止，再判饱和否。
截至条件：发射结、集电结均反偏。 VBE≤0
饱和条件：发射结、集电结均正偏。 VBE >0,
RC
2KΩ
R1
R24.3K
16K
VCC=12V
-VBB=8V
0.3V
5.5V
C1
TVI
VO
R1
R2
VBB
VI
b
e
+
+?
?
解（ 1）：,时当 VVV
ILi 3.0??
先假定 T截止,。0?是否看 BEV
画出 T截止等效电路：
? ?BBILILEBBE VVRR RVVVV ??????
21
1
046.1 ??? V
满足截止条件 T截止
目的是判断 T能否截止：
VV BE 0?截止：
VV BE 0?导通：
VV IL 3.0?
RC
2KΩ
R1
R24.3K
16K
VCC=12V
-VBB=8V
0.3V
5.5V
C1
TVI
VO
R1
R2
VBB
VI
b
e
+
+?
?
VBES
：时当 VVV IHi 5.5??
? ?BBIHIHEBBE VVRR RVVVV ??????
21
1
064.2 ?? V
T导通，判别,BSB II ?；放大导通
BSB II ?；饱和导通
假定 T饱和，画出饱和等效电路
21 R
VV
R
VVI BESBBBESIH
B
???? mA46.0?
mAR VVII
C
C E SCCCS
BS 26.0?
???
??
。所以三极管可靠饱和因为,BSB II ?
VV IH 5.5?
BI
RC
2KΩ
R1
R24.3K
16K
VCC=12V
-VBB=8V
0.3V
5.5V
C1
TVI
VO
2、在输入为高电平时，保证 T可靠饱 和,β值最小等于多少？
假设,VI=5.5V时,T处于临界饱和状态,IB=IBS,求出临
界饱和时 β 值。
mAIR VVII B
C
C E SCCCS
BS 46.0??
???
??
VVCC 12?
VV C E S 3.0?
KRC 5.1?
求出 β＝ 17
?
CS
BS
II ?因为：
可知：；饱和条件由三极管 BSB II ?
所以保证三极管可靠饱和 β 的最小值应大于 17。
β 值越大，越有利于饱和。
3、在输入为低电平时，保证可 T 靠截止,VBB值最小等于多少？
假设,VI=0.3V时,T处于临界截止状态,VBE=0。
? ? 0
21
1 ??
??? BBILILBE VVRR
RVV令：
KR 3.41 ?
KR 162 ?
VV IL 3.0?
VV BB 1.1?求出
。应大于时，三极管可靠截止，即保证在 VVVV BBILI 1.1?
三极管开关的通断是受基极 b 控制。
1、三极管的三种工作区域
BB
C
E
C
E
/CI mA
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
饱和区 —— iC受 vCE显著控制的区域，该区域内 vCE的
数值较小，一般 vCE＜ 0.7V(硅管 )。此时
发射结正偏，集电结正偏 或反偏电压很小 。
截止区 —— iC接近零的区域，相当 iB=0的曲线的下方。
此时,发射结反偏，集电结反偏 。
放大区 —— iC平行于 vCE轴的区域，
曲线基本平行等距。
此时,发射结正偏，集
电结反偏, 电压大于
0.7V左右 (硅管 ) 。
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管工作在放大区。
三极管放大条件：
EBBE VVV ??,0发射结正偏：
CBBC VVV ??,0集电结反偏：
放大特点：
基极电流 IB对集电极电流 IC有很强的控制作用,IC=β IB。
从特性曲线上可以看出，在相同的 VCE条件下,IB有很小的变
化量 Δ IB,IC就有很大的变化量 Δ IC。
三极管有放大能力,i c ＝ β i b
三极管工作在饱和区。
饱和区 VCE比较小, 也就
是 IC受 VCE显著控制区 。 即将
输出曲线直线上升和弯曲部分
划为饱和区 。
三极管饱和条件：
EBBE VVV ??,0发射结正偏：
CBBC VVV ??,0偏：集电结 正
基极电位高于发射级、集电极电位。
i b ≥ IBS
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管饱和特点：
当 VCE减少到一定程度后,
集电结收集载流子的能力减弱,
造成发射结, 发射有余, 集电
结收集不足,, 集电极电流 IC不
再服从 IC=β IB的规律 。
三极管饱和时的等效电路：
硅管 0.7V
锗管 0.3V
硅管 0.3V
锗管 0.1V
不考虑管压降时的等效电路 等效于开关闭合
VCES
b c
VBES
+ +
- -
e e
cb
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管工作在截止区，
IB=0曲线以下。
发射结、集电结均反偏。
VBE≤0 VBC<0
CCCCB VVII ???,,00
三极管相当于开路
三极管截止等效电路：
所以可以利用三极管饱和、截止状态作开关。
三极管截止条件：
等效于开关断开
e
cb
/CI mA
0
1
2
3
4
5
2 4 6 8 /CEVV
0BI ?
1 40BI uA?
2 80BI uA?
饱和区
放大区
截止区
三极管 PN结四种偏置方式组合
发射结 (be结 ) 集电结 (bc结 ) 工作状态
正偏 反偏 放大状态
正偏 正偏 饱和状态
反偏 反偏 截止状态
反偏 正偏 倒置状态
/ci mA
/CEVV
20uA
40uA
60uA
80uA
100uA
120uA
CC
C
V
R
根据 VCC和 RC值，
在输出特性曲线上画
一条负载线。
当 Vi < 0 时：
三极管截止，工作在特性曲线 A点。
当 i b＝ 60μA时
i C = β i b =50X60=3mA
mAKRVI
C
CC
CS 32
6 ??? T 临界饱和
当 i b>60μA时
i C 几乎不变。三极管进入饱和区。
临界饱和时基极电流：
C
CCcs
bs R
VII
?? ??
饱和时集电极电流：
C
CC
CS R
VI ?
RC
2KΩ
VCC=6V
RB
vi
vo
β=50i
b
i c
-1V
+3V
首先求出基极电流??bi
然后求出临界饱和时基极电流,??
bsI
bsb Ii ?
三极管工作在饱和状态,大的越
多，饱和的越深。
bsb Ii ? 三极管工作在放大状态
0?beV 三极管工作在截止状态
IV
2bV
1bV
0 t
Ci
0
t
CMAXi
理想情况下：（饱和、截止动作瞬时完成）
三极管开关和二极管开关一样，都
存在开关惰性。三极管在作开关运用时，
三极管饱和及截止两种状态不是瞬时完
成。因为三极管内部存在着电荷建立和
消散过程。
Vi = ＋ Vb2时,T 饱和
C
CC
c R
Vi ?
max
Vi = － Vb1时,T 截止 0?Ci RC
VCC
RBv
i
vo
i b
i c
1bV
0.9CMAXi
IV
2bV
0 t
0
t
CMAXi
0.1CMAXi
dt rt st ft
Ci
RC
VCC
RBv
i
vo
i b
i c
Vi = - Vb1 时,T 截止 i b ≈ 0 i c ≈
0
实际情况下,
输入由－ Vb2上跳到＋ Vb1,T由止 → 放大 → 饱和。
输入由＋ Vb2下跳到 -Vb1,由饱和 → 放大 → 止 。
需要经历四个时间：
延迟时间, i c 由 0上升到 0.1 i c max
上升时间, i c 由 0.1 i c max上升到 0.9 i c max
存储时间, i c 由 I c max下降到 0.9 i c max
下降时间,i c 由 0.9 i c max下降到 0.1 i c max
T由截止 → 导通需要的时间,tON =td+tr
T由导通 → 截止需要的时间,tOff=ts+tf
ont offt
用基区电荷分布图说明
当输入
发射结由,反偏 → 正偏 所需时间 td
正向偏压
基极驱动电流
发射区扩散到基区电子数
集电极收集的电子数
由小到大变化
当基区的电子浓度增加到 4 时,
发射结正偏后：
集电极电流达到临界饱和,ICS
基区中电子积累所需时间,t r
0
1 三极管由截止进入饱和过程：
N NP
电子浓度
1
2
3
4临饱
放大
正偏
IB≥I BS 时，发射结 发射有余,集
电极 收集不足 。过剩电子在基区积累，
如 4→5 。这段时间就是存储时间 t s
当 i b继续增加：
电子浓度
N P N
1
2
3
4
5
0
1分析输入信号由：
希望基极驱动电流 i b 1很大，加速三
极管由截止向饱和转变，缩短上升时间
t r,减少延迟时间，提高工作速度。
虽然 i b1增加带来 td,t r 减小。同
时也会使 t s 增加。要求驱动电流不
是常数，而是 前大后小, 前大加速建
立，后小不过分饱和。
正偏
放大
临饱
深饱
1bi
电子浓度
N P N
1
2
3
4
5
当输入
0
1 三极管由饱和进入截止过程：
由于基区电子不能立即消失,T 仍然
饱和，其转变过程是：随正偏压的减小，
基区存储的电子逐渐减小。 5→4 区间中
电子积累从 深饱和 → 浅饱和 → 临界饱和
→ 放大 → 截止。
分析输入信号由,01
希望基极驱散电流 i b 2很大,加速三极
管由饱和向截止状态转变。
同样 i b2增加带来 t f 减小。同时也会使 t d 增加。即：三极管截止
时，反偏电压越大，转向正偏时间越长。因此，要求驱动电流也不是
常数，而是 前大后小, 前大快速驱散，后小不过分截止。
深饱
临饱
放大
正偏
2bi
结论：
把三极管由截止 → 饱和的基
极电流 i b1叫做正向驱动电流。
把三极管由饱和 → 截止的基极
电流 i b2叫做反向驱散电流。
这样一个前大后小的基极驱动电
流很难选取。但可以利用电容 C上的电
压不能突变的特性，近似实现。这个
电容叫做 加速电容 。
iV
bi
t
t
0
0
RC
VCC
R1
vi
vo
RS
C1
R1,R2、外加负偏压－ VBB及 Vi
共同决定三极管工作状态，保证三极
管在开关方波的作用下可靠工作于饱
和、截止两种状态。
那么如何保证三极管可靠工作？
就依靠合理选择基极偏置电阻来保证 。
（ 设计问题 ）
当 Vi = 0 时：
希望 T截止
先假设 T止再
看是否止
画截止等效电路
1
21
RRR VV BBbe ???? ≤ - 1V
三极管截止条件,V be≤0
令,V be≤－ 1V T 可靠截止
当 V i = E 时：
希望 T饱和，
先假设 T饱和再
判是否饱和
画饱和等效电路
21
21 R
V
R
Eiii BB
b ????
三极管截止条件,i b ≥ IBS
0
E
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
R1
R2
VBB
b
e+
?
R1
R2
VBB
b
e+
?
+
?E
i b
i 1 i 2
C
CCCS
bS R
VII
?? ?? C
CCBB
R
V
R
V
R
E
??? 21
即,三极管一定饱和。
元件选择,T,先选择开关管，再根据手册给出 ICM确定 RC。
VCC,－ VBB 根据工作条件确定。
C1根据开关管截至频率确定。
反相器的优点：
输出振幅比较大，饱和时 VO ≈ 0 。
截止时,VO ≈ VCC 。
三极管饱和时,V c e s = 0.3V 所以功耗小。
对 β 的一致性要求底，只要满足
?
CS
b
Ii ?
CO
反相器的基本功能是将输入信号反相输出，输出信号应保
持与输入信号形状一致，但由于三极管本身存在：开关时间、
分布电容及寄生电容的影响，使输出波形产生一定畸变，只能
采取措施，使这种畸变尽可能减小至容许范围之内。
常用方法,采用加速电容，增加钳位二极管。
VCL:钳位电压,VCL< VCC
DCL：钳位二极管。
CO,输出端分布电容及负载电容之和。
当,Vi = VIL
T 止,DCL导,VO=VCL
VCC以 τ ＝ RCCO向 CO充电
负载变化，稳定输出。
当,Vi = VIH
T饱和,CO 放电,τ = r CES CO
由于 RC ? r CES CO 快速放电。
DCL对下降沿影响小。
当,Vi 从
T由饱和变为截至，由于电容上的电压不
能突变，又以大时常数 RCO充电，充电速
度比较慢。当充至 VO≥VCL,DCL导通。 VO被
钳位于 VCL
VCLVCC
C1
R1
R2
-VBB
RC D
CL
OV
IV
反相器负载有两种情况：
流进反相器的电流叫 灌流负载 。 记做 i OI
流出反相器的电流叫 拉流负载 。 记做 i op
如何衡量反相器带负载能力？
反相器在正常工作条件下：
饱和状态,VO = 0.3V,反相器所允许最大灌
电流 IOCM是多少？
截止状态,VO = V CL,反相器所允许最大拉
电流 IOPM是多少？
三极管饱和时：
VO= V c e s=0.3V,D CL 止,i DCL =0
流入集电极电流：
IBS i C = i RC + i OI
由饱和条件 i B ≥IBS 知：
IBS：增加使三极管饱和深度减少，有可能引起三极管退出饱和。
所以：灌电流的增加，不应破坏三极管的饱和条件。即：
i C ≥ IC / β i RC + i OI ≤βi Bi C = βi B
分饱和、截止两种状态讨论。
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i DCL
i C
DCL
VCL
OIi
三极管截至时：
i C = 0 DCL 导通 VO = VCL
流入钳位二极管电流,i DCL = i RC + i OI
灌电流的增加不可能烧坏钳位二极管。
三极管饱和时所允许的最大灌电流：
= ICM –VCC / RC
I0IM ≤ β i B –i RC
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i DCL
i C
DCL
VCL
OIi
三极管饱和时：
DCL 止 i DCL= 0
拉电流,i OP = i RC – i C
由饱和条件 i B ≥IBS 知：
i op的增加引起 i C 的减少,i C 的减少又引起 i B 的减少。三
极管的饱和深度加深。所以拉电流的增加，不破坏三极管的饱
和状态 i op的增加，最大将 i C 拉到 0 。
所以：最大拉电流,IOPM ≤ i RC-0 = VCC / RC
仍然分饱和、截止两种状态讨论。
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i C
DCL
VCL
i OP
三极管截至时：
DCL 导通i C = 0 VO = VCL
i RC = i DCL + i OP
拉电流 i OP增加到一定程度
使 i DCL 减小到 0,D 失去钳位作
用。
因此三极管截至时，最大拉电流以钳位二极管不失
去钳位作用为原则。
IOPM ＝ i RC≤V CC-VCL / RC 即,i DCL 不能为 0
RC
VCC
R1v
i
vo
R2
-VBB
C1
i RC
i DCL
i C
DCL
i OP
VCL
1,当 β ＝ 30,T能否可靠饱和或截止？
2,在输入为高电平时，保证 T可靠
饱 和,β 值最小等于多少？
3,在输入为低电平时，保证可 T
靠截止,VBB值最小等于多少？
题意分析, 先判导和止，再判饱和否。
截至条件：发射结、集电结均反偏。 VBE≤0
饱和条件：发射结、集电结均正偏。 VBE >0,
RC
2KΩ
R1
R24.3K
16K
VCC=12V
-VBB=8V
0.3V
5.5V
C1
TVI
VO
R1
R2
VBB
VI
b
e
+
+?
?
解（ 1）：,时当 VVV
ILi 3.0??
先假定 T截止,。0?是否看 BEV
画出 T截止等效电路：
? ?BBILILEBBE VVRR RVVVV ??????
21
1
046.1 ??? V
满足截止条件 T截止
目的是判断 T能否截止：
VV BE 0?截止：
VV BE 0?导通：
VV IL 3.0?
RC
2KΩ
R1
R24.3K
16K
VCC=12V
-VBB=8V
0.3V
5.5V
C1
TVI
VO
R1
R2
VBB
VI
b
e
+
+?
?
VBES
：时当 VVV IHi 5.5??
? ?BBIHIHEBBE VVRR RVVVV ??????
21
1
064.2 ?? V
T导通，判别,BSB II ?；放大导通
BSB II ?；饱和导通
假定 T饱和，画出饱和等效电路
21 R
VV
R
VVI BESBBBESIH
B
???? mA46.0?
mAR VVII
C
C E SCCCS
BS 26.0?
???
??
。所以三极管可靠饱和因为,BSB II ?
VV IH 5.5?
BI
RC
2KΩ
R1
R24.3K
16K
VCC=12V
-VBB=8V
0.3V
5.5V
C1
TVI
VO
2、在输入为高电平时，保证 T可靠饱 和,β值最小等于多少？
假设,VI=5.5V时,T处于临界饱和状态,IB=IBS,求出临
界饱和时 β 值。
mAIR VVII B
C
C E SCCCS
BS 46.0??
???
??
VVCC 12?
VV C E S 3.0?
KRC 5.1?
求出 β＝ 17
?
CS
BS
II ?因为：
可知：；饱和条件由三极管 BSB II ?
所以保证三极管可靠饱和 β 的最小值应大于 17。
β 值越大，越有利于饱和。
3、在输入为低电平时，保证可 T 靠截止,VBB值最小等于多少？
假设,VI=0.3V时,T处于临界截止状态,VBE=0。
? ? 0
21
1 ??
??? BBILILBE VVRR
RVV令：
KR 3.41 ?
KR 162 ?
VV IL 3.0?
VV BB 1.1?求出
。应大于时，三极管可靠截止，即保证在 VVVV BBILI 1.1?
