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双极型晶体管电流增益温度特性的研究


由两个背靠背PN结构成的以获得电压、电流或信号增益的晶体三极管。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。

  特点

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:

双极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 。

双极型晶体管电流增益温度特性的研究

  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。

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