双极型晶体管解析

1、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、

2、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 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。输岀特性曲线：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：双击型晶体管输岀特性可分为三个区截止区：发射结和集电结均为反向偏置。IE0，IC0，U

3、CEEC，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，UCE0，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：U

4、CE=EC- ICRC, IC=p IB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。集电极一基极反向饱和电流ICBO :是集电结的反向电流。集电极一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1/22/3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

5、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

6、岀特性的影响：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-共基极输岀电容。在基极电路中，集电极与基极间输岀电容Coe-共发射极输出电容 Coeo-

7、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

8、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V

9、CE 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

10、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）rbbCc- 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、lc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-

11、 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

12、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

13、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

14、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-

15、 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 V R 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

16、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）Svz-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

17、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

18、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 &-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 入-发光峰值波长入-光谱半宽度 n-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-