双极型晶体管

双极型晶体管 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,,,,,,,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 Coe---共发射极输出电容 Coeo---共发射极开路输出电容 Cre---共发射极反馈电容 Cic---集电结势垒电容 CL---负载电容(外电路参数) Cp---并联电容(外电路参数) BVcbo---发射极开路，集电极与基极间击穿电压 BVceo---基极开路，CE结击穿电压 BVebo--- 集电极开路EB结击穿电压 BVces---基极与发射极短路CE结击穿电压 BV cer---基极与发射极串接一电阻，CE结击穿电压 D---占空比 fT---特征频率 fmax---最高振荡频率。当三极管功率增益等于1时的工作频率 hFE---共发射极静态电流放大系数 hIE---共发射极静态输入阻抗 hOE---共发射极静态输出电导 h RE---共发射极静态电压反馈系数 hie---共发射极小信号短路输入阻抗 hre---共发射极小信号开路电压反馈系数 hfe---共发射极小信号短路电压放大系数 hoe---共发射极小信号开路输出导纳 IB---基极直流电流或交流电流的平均值 Ic---集电极直流电流或交流电流的平均值 IE---发射极直流电流或交流电流的平均值 Icbo---基极接地，发射极对地开路，在规定的VCB反向电压条件下的集电极与基极之间的反向 截止电流 Iceo---发射极接地，基极对地开路，在规定的反向电压VCE条件下，集电极与发射极之间的反 向截止电流 Iebo---基极接地，集电极对地开路，在规定的反向电压VEB条件下，发射极与基极之间的反向 截止电流 Icer---基极与发射极间串联电阻R，集电极与发射极间的电压VCE为规定值时，集电极与发射 极之间的反向截止电流 Ices---发射极接地，基极对地短路，在规定的反向电压VCE条件下，集电极与发射极之间的反 向截止电流 Icex---发射极接地，基极与发射极间加指定偏压，在规定的反向偏压VCE下，集电极与发射极 之间的反向截止电流 ICM---集电极最大允许电流或交流电流的最大平均值。 IBM---在集电极允许耗散功率的范围内，能连续地通过基极的直流电流的最大值，或交流电流的最大平均值 ICMP---集电极最大允许脉冲电流 ISB---二次击穿电流 IAGC---正向自动控制电流 Pc---集电极耗散功率 PCM---集电极最大允许耗散功率 Pi---输入功率 Po---输出功率 Posc---振荡功率 Pn---噪声功率 Ptot---总耗散功率 ESB---二次击穿能量 rbb'---基区扩展电阻(基区本征电阻) rbb'Cc---基极-集电极时间常数，即基极扩展电阻与集电结电容量的乘积 rie---发射极接地，交流输出短路时的输入电阻 roe---发射极接地，在规定VCE、Ic或IE、频率条件下测定的交流输入短路时的输出电阻 RE---外接发射极电阻(外电路参数) RB---外接基极电阻(外电路参数) Rc ---外接集电极电阻(外电路参数) RBE---外接基极-发射极间电阻(外电路参数) RL---负载电阻(外电路参数) RG---信号源内阻 Rth---热阻 Ta---环境温度 Tc---管壳温度 Ts---结温 Tjm---最大允许结温 Tstg---贮存温度 td----延迟时间 tr---上升时间 ts---存贮时间 tf---下降时间 ton---开通时间 toff---关断时间 VCB---集电极-基极(直流)电压 VCE---集电极-发射极(直流)电压 VBE---基极发射极(直流)电压 VCBO---基极接地，发射极对地开路，集电极与基极之间在指定条件下的最高耐压 VEBO---基极接地，集电极对地开路，发射极与基极之间在指定条件下的最高耐压 VCEO---发射极接地，基极对地开路，集电极与发射极之间在指定条件下的最高耐压 VCER---发射极接地，基极与发射极间串接电阻R，集电极与发射极间在指定条件下的最高耐压 VCES---发射极接地，基极对地短路，集电极与发射极之间在指定条件下的最高耐压 VCEX---发射极接地，基极与发射极之间加规定的偏压，集电极与发射极之间在规定条件下的最高耐压 Vp---穿通电压。 VSB---二次击穿电压 VBB---基极(直流)电源电压(外电路参数) Vcc---集电极(直流)电源电压(外电路参数) VEE---发射极(直流)电源电压(外电路参数) VCE(sat)---发射极接地，规定Ic、IB条件下的集电极-发射极间饱和压降 VBE(sat)---发射极接地，规定Ic、IB条件下，基极-发射极饱和压降(前向压降) VAGC---正向自动增益控制电压 Vn(p-p)---输入端等效噪声电压峰值 V n---噪声电压 Cj---结(极间)电容， 表示在二极管两端加规定偏压下，锗检波二极管的总电容 Cjv---偏压结电容 Co---零偏压电容 Cjo---零偏压结电容 Cjo/Cjn---结电容变化 Cs---管壳电容或封装电容 Ct---总电容 CTV---电压温度系数。在测试电流下，稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比 CTC---电容温度系数 Cvn---标称电容 IF---正向直流电流(正向测试电流)。锗检波二极管在规定的正向电压VF下，通过极间的电流;硅整流管、硅堆在规定的使用条件下，在正弦半波中允许连续通过的最大工作电流(平均值)，硅开关二极管在额定功率下允许通过的最大正向直流电流;测稳压二极管正向电参数时给定的电流 IF(AV)---正向平均电流 IFM(IM)---正向峰值电流(正向最大电流)。在额定功率下，允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。 IH---恒定电流、维持电流。 Ii--- 发光二极管起辉电流 IFRM---正向重复峰值电流 IFSM---正向不重复峰值电流(浪涌电流) Io---整流电流。在特定线路中规定频率和规定电压条件下所通过的工作电流 IF(ov)---正向过载电流 IL---光电流或稳流二极管极限电流 ID---暗电流 IB2---单结晶体管中的基极调制电流 IEM---发射极峰值电流 IEB10---双基极单结晶体管中发射极与第一基极间反向电流 IEB20---双基极单结晶体管中发射极向电流 ICM---最大输出平均电流 IFMP---正向脉冲电流 IP---峰点电流 IV---谷点电流 IGT---晶闸管控制极触发电流 IGD---晶闸管控制极不触发电流 IGFM---控制极正向峰值电流 IR(AV)---反向平均电流 IR(In)---反向直流电流(反向漏电流)。在测反向特性时，给定的反向电流;硅堆在正弦半波电阻性负载电路中，加反向电压规定值时，所通过的电流;硅开关二极管两端加反向工作电压VR时所通过的电流;稳压二极管在反向电压下，产生的漏电流;整流管在正弦半波最高反向工作电压下的漏电流。 IRM---反向峰值电流 IRR---晶闸管反向重复平均电流 IDR---晶闸管断态平均重复电流 IRRM---反向重复峰值电流 IRSM---反向不重复峰值电流(反向浪涌电流) Irp---反向恢复电流 Iz---稳定电压电流(反向测试电流)。测试反向电参数时，给定的反向电流 Izk---稳压管膝点电流 IOM---最大正向(整流)电流。在规定条件下，能承受的正向最大瞬时电流;在电阻性负荷的 正弦半波整流电路中允许连续通过锗检波二极管的最大工作电流 IZSM---稳压二极管浪涌电流 IZM---最大稳压电流。在最大耗散功率下稳压二极管允许通过的电流 iF---正向总瞬时电流 iR---反向总瞬时电流 ir---反向恢复电流 Iop---工作电流 Is---稳流二极管稳定电流 f---频率 n---电容变化指数;电容比 Q---优值(品质因素) δvz---稳压管电压漂移 di/dt---通态电流临界上升率 dv/dt---通态电压临界上升率 PB---承受脉冲烧毁功率 PFT(AV)---正向导通平均耗散功率 PFTM---正向峰值耗散功率 PFT---正向导通总瞬时耗散功率 Pd---耗散功率 PG---门极平均功率 PGM---门极峰值功率 PC---控制极平均功率或集电极耗散功率 Pi---输入功率 PK---最大开关功率 PM---额定功率。硅二极管结温不高于150度所能承受的最大功率 PMP---最大漏过脉冲功率 PMS---最大承受脉冲功率 Po---输出功率 PR---反向浪涌功率 Ptot---总耗散功率 Pomax---最大输出功率 Psc---连续输出功率 PSM---不重复浪涌功率 PZM---最大耗散功率。在给定使用条件下，稳压二极管允许承受的最大功率 RF(r)---正向微分电阻。在正向导通时，电流随电压指数的增加，呈现明显的非线性特性。在 某一正向电压下，电压增加微小量?V，正向电流相应增加?I，则?V/?I称微分电阻 RBB---双基极晶体管的基极间电阻 RE---射频电阻 RL---负载电阻 Rs(rs)----串联电阻 Rth----热阻 R(th)ja----结到环境的热阻 Rz(ru)---动态电阻 R(th)jc---结到壳的热阻 r δ---衰减电阻 r(th)---瞬态电阻 Ta---环境温度 Tc---壳温 td---延迟时间 tf---下降时间 tfr---正向恢复时间 tg---电路换向关断时间 tgt---门极控制极开通时间 Tj---结温 Tjm---最高结温 ton---开通时间 toff---关断时间 tr---上升时间 trr---反向恢复时间 ts---存储时间 tstg---温度补偿二极管的贮成温度 a---温度系数 λp---发光峰值波长 ? λ---光谱半宽度 η---单结晶体管分压比或效率 VB---反向峰值击穿电压 Vc---整流输入电压 VB2B1---基极间电压 VBE10---发射极与第一基极反向电压 VEB---饱和压降 VFM---最大正向压降(正向峰值电压) VF---正向压降(正向直流电压) ?VF---正向压降差 VDRM---断态重复峰值电压 VGT---门极触发电压 VGD---门极不触发电压 VGFM---门极正向峰值电压 VGRM---门极反向峰值电压 VF(AV)---正向平均电压 Vo---交流输入电压 VOM---最大输出平均电压 Vop---工作电压 Vn---中心电压 Vp---峰点电压 VR---反向工作电压(反向直流电压) VRM---反向峰值电压(最高测试电压) V(BR)---击穿电压 Vth---阀电压(门限电压) VRRM---反向重复峰值电压(反向浪涌电压) VRWM---反向工作峰值电压 V v---谷点电压 Vz---稳定电压 ?Vz---稳压范围电压增量 Vs---通向电压(信号电压)或稳流管稳定电流电压 av---电压温度系数 Vk---膝点电压(稳流二极管) VL ---极限电压