双极型晶体管讲解.doc

双极型晶体管 晶体管的极限参数 　　双极型晶体管（Bipolar Transistor） 　　由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管。起源于1948年发明的点接触晶体三极管，50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。双极型晶体管有两种基本结构：PNP型和NPN型。在这3层半导体中，中间一层称基区，外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时，在发射区和集电区之间就会形成较大的电流，这就是晶体管的放大效应。双极型晶体管是一种电流控制器件，电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比，双极型晶体管开关速度快，但输入阻抗小，功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高，已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域，起放大、振荡、开关等作用。 　　晶体管：用不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，就构成了晶体管. 　　晶体管分类：NPN型管和PNP型管 　　输入特性曲线：描述了在管压降UCE一定的情况下，基极电流iB与发射结压降uBE之间的关系称为输入伏安特性，可表示为： 硅管的开启电压约为0.7V，锗管的开启电压约为0.3V。 　　输出特性曲线：描述基极电流IB为一常量时，集电极电流iC与管压降uCE之间的函数关系。可表示为： 　　双击型晶体管输出特性可分为三个区 　　截止区：发射结和集电结均为反向偏置。IE@0，IC@0，UCE@EC，管子失去放大能力。如果把三极管当作一个开关，这个状态相当于断开状态。 　　饱和区：发射结和集电结均为正向偏置。在饱和区IC不受IB的控制，管子失去放大作用，UCE@0，IC=EC／RC，把三极管当作一个开关，这时开关处于闭合状态。 　　放大区：发射结正偏，集电结反偏。 　　放大区的特点是： 　　IC受IB的控制，与UCE的大小几乎无关。因此三极管是一个受电流IB控制的电流源。 　　特性曲线平坦部分之间的间隔大小，反映基极电流IB对集电极电流IC控制能力的大小，间隔越大表示管子电流放大系数b越大。 　　伏安特性最低的那条线为IB=0，表示基极开路，IC很小，此时的IC就是穿透电流ICEO。 　　在放大区电流电压关系为：UCE=EC-ICRC, IC=βIB 　　在放大区管子可等效为一个可变直流电阻。 　　极间反向电流：是少数载流子漂移运动的结果。 　　集电极－基极反向饱和电流ICBO ：是集电结的反向电流。 　　集电极－发射极反向饱和电流ICEO ：它是穿透电流。 　　ICEO与CBO的关系： 　　特征频率 ：由于晶体管中PN结结电容的存在，晶体管的交流电流放大系数会随工作频率的升高而下降，当 的数值下降到1时的信号频率称为特征频率 。 　　双极型晶体管极限参数 　　最大集电极耗散功率 如图所示。 　　最大集电极电流 :使b下降到正常值的１／２～２／３时的集电极电流称之为集电极最大允许电流。 　　极间反向击穿电压：晶体管的某一电极开路时，另外两个电极间所允许加的最高反向电压即为极间反向击穿电压，超过此值的管子会发生击穿现象。温度升高时，击穿电压要下降。 　　是发射极开路时集电极-基极间的反向击穿电压，这是集电结所允许加的最高反向电压。 　　是基极开路时集电极-发射极间的反向击穿电压，此时集电结承受的反向电压。 　　是集电极开路时发射极-基极间的反向击穿电压，这是发射结所允许加的最高反向电压。 　　温度对的影响： 是集电结加反向电压时平衡少子的漂移运动形成的，当温度升高时，热运动加剧，更多的价电子有足够的能量挣脱共价键的束缚，从而使少子的浓度明显增大， 增大。 　　温度每升高10 时， 增加约一倍。硅管的 比锗管的小得多，硅管比锗管受温度的影响要小。 　　温度对输入特性的影响：温度升高，正向特性将左移。 　　温度对输出特性的影响：温度升高时 增大。 　　光电三极管：依据光照的强度来控制集电极电流的大小。 　　暗电流ICEO：光照时的集电极电流称为暗电流ICEO，它比光电二极管的暗电流约大两倍；温度每升高25 ，ICEO上升约10倍。 　　光电流：有光照时的集电极电流为光电流。当 足够大时， 决定于入射光照度。 　　Cc---集电极电容 　　Ccb---集电极与基极间电容 　　Cce---发射极接地输出电容 　　Ci---输入电容 　　Cib---共基极输入电容 　　Cie---共发射极输入电容 　　Cies---共发射极短路输入电容 　　Cieo---共发射极开路输入电容 　　Cn---中和电容（外电路参数） 　　Co---输出电容 　　Cob---共基极输出电容。在基极电路中，集电极与基极间输出电容