Matlab在双极型晶体管特性曲线讲授中的应用.pdf

在双极型晶体管的教学过程中，其特性曲线是一个关键内容，因为它们能够直观地展示晶体管在不同工作条件下的行为。传统教材中通常使用的是二维图形，每个图形中包含一个参变量，这样的表示方法在帮助学生理解晶体管特性方面存在一定的局限性。为解决这一问题，本篇论文探讨了使用MATLAB仿真技术来绘制双极型晶体管特性曲线的三维图形，旨在提高学生对晶体管工作原理的直观认识和理解。 本文介绍了双极型晶体管的Ebers-moll模型。Ebers-moll模型是一种数学模型，用于描述晶体管中电流和电压之间的关系。在这个模型中，晶体管被看作是由两个二极管组成的，分别代表发射结（VD）和集电结（VDc）。正向电流（IF）是指集电极与基极短路时，发射结外加偏压所产生的电流；而反向电流（IR）是指发射极与基极短路时，集电结外加偏压所产生的电流。正向短路电流增益（αF）和反向短路电流增益（αR）用于描述电流在晶体管内部的传输效率。 Ebers-moll模型中，发射极电流（IE）、集电极电流（IC）和基极电流（IB）与外加偏压的关系可以通过一组方程式来表达，这些方程式被称为Ebers-moll方程组。这组方程式揭示了晶体管三个电极之间的电压和电流的关系，是理解和绘制晶体管特性曲线的基础。 通过MATLAB仿真技术，本文将双极型晶体管的特性曲线从二维图形拓展到三维图形，这样不仅可以展示不同参数下的晶体管行为，而且可以更直观地展示这些参数如何影响晶体管的工作状态。三维图形的引入，使学生能够更加直观地理解输入特性曲线和输出特性曲线，以及晶体管三个电极之间的关系。 在三维图形中，可以展示出集电极电流（IC）和基极电流（IB）作为参变量时，发射极电流（IE）如何随着电压的变化而变化。这样的三维表示方法，帮助学生更加清晰地理解晶体管的工作原理，从而提高教学效果。 MATLAB在绘制双极型晶体管特性曲线方面的应用，极大地促进了教学方法的创新。通过三维图形的直观展示，学生可以在三维空间中观察和分析晶体管的伏安特性，进而对晶体管的输入和输出特性有了更深入的理解。这种方法不仅提高了学生的学习兴趣，而且加深了他们对晶体管工作原理的理解，为未来在电子工程领域的进一步学习和研究奠定了良好的基础。