我们按图①连一个实验电路,其中电阻R\(_{c}\)是三极管的输出负载电阻,Rb用来调节偏流,R\(_{b}\)'起保护作用。其中电压表和毫安表分别反映三极管的Vce和I\(_{c}\)值。当我们将Rb逐渐减小时,晶体管的基极电流逐渐增大,这时我们看到毫安表读数也随之增加。实验说明了晶体三极管的一个最根本特性,就是基极电流I\(_{b}\)的微小变化,能引起集电极电流Ic的很大变化,这就是三极管的放大作用。与此同时我们也看到随着I\(_{c}\)增长,电压表的读数也在下降,即晶体管e、c两极间的电压Vce逐渐下降。但是如果继续减小R\(_{b}\),我们会看到从某一刻起,虽然Ib继续增大,I\(_{c}\)却上升很少或不再上升,我们称晶体管进入了饱和状态,这时电压表的读数就是晶体管在这种状态下的饱和压降,常用Vces表示。图②是某小功率硅晶体管共发射极电路输出特性曲线,纵坐标与横坐标分别表示I\(_{c}\)与Vce,平行曲线簇表示在一定基极电流I\(_{b}\)之下,晶体管的Vce与I\(_{c}\)的关系。其中曲线左边与纵坐标之间的阴影部分为晶体管的饱和区,在这一区内,晶体管失去了放大作用,这时晶体管的集电结和发射结都处于正向偏置。


通常晶体管的V\(_{ces}\)值在0.5伏左右。锗管比硅管更小一些。也有些晶体管饱和压降往往达到1伏以上,这在选用时就要注意了。
饱和压降的大小在晶体管线路中会有什么影响呢?下面简单谈谈这个问题。
在放大电路中,为了避免输出波形的失真,必须慎重选择放大器的工作点,如图②中的Q点。从图中可以看到输入端I\(_{b}\)变化时,输出电压的最大振幅Vom=V\(_{ceq}\)-Vces,其中V\(_{ceq}\)是晶体管的静态工作电压。可见管子的Vces过大,必然使放大器可能输出的最大电压幅度减小,这时加大输入信号是不行的,因为晶体管进入饱和区后,I\(_{c}\)和Vce就不再随I\(_{b}\)变化了,这时将出现所谓“截峰失真”。所以说Vces大的晶体管,输入信号的强度只能限制在一定范围内,不能过大。在功率放大器中,虽然工作点选在甲乙类,但由于输入的推动信号强度很大,对饱和压降大的晶体管仍然难于避免“截峰”失真,这就是通常硅管不宜作功率放大级的原因之一。在不得已而用硅管代用时,就只能控制输入信号大小,减小动态范围,以求较小的失真。
在开关电路中,晶体管的饱和压降大小对开关电路工作可靠性有很大影响,这里不再详细谈了。
综上所述,饱和压降大的管子作放大器时有效动态范围小,也不适宜在开关电路中运用。晶体管饱和压降的大小在管子本身固然取决于其内部结构的质量好坏,但在运用时,V\(_{ces}\)是随其工作条件而改变的。一般手册中的小功率晶体管Vces值是在I\(_{b}\)=1mA,Ic=10mA的条件下测出的。

在没有专用仪器时,对一般小功率晶体管的饱和压降可用下列方法测试。按图③所示连接线路,图中K\(_{1}\)是四刀双掷开关,它用来变换电源及电压表极性。K1扳到“1”是测NPN管,扳到“2”时测PNP管。K\(_{2}\)用来变换Rb,使无论测锗管还是硅管时I\(_{b}\)都保持在1毫安。例如测硅管时Ib=(E-V\(_{be}\))/R2=(6-0.7)/5.3×10\(^{3}\)=1(mA),测锗管时I\(_{b}\)=(E-Vbe)/R\(_{1}\)=(6-0.2)/5.8×103=1(mA)。
测试时先将K\(_{3}\)扳到“1”(测试条件),这时电压表接到100Ω电阻两端,它的读数反映测试时的Ic值。如我们要在I\(_{c}\)=10mA条件下测试,可调节R3使电压表读V=I\(_{c}\)R4=0.01×100=1V。然后将K\(_{3}\)扳到“2”(Vces),它所示读数即饱和压降值。电压表可用万用表的2.5V档。也可用一个1V量程的表头,但表头内阻不能太小。(陈鹏飞)