雙極型晶體管

介紹

　　雙極型晶體管是一種電流控制器件，電子和空穴同時(shí)參與導(dǎo)電。同場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，雙極型晶體管開關(guān)速度慢，輸入阻抗小，功耗大。雙極型晶體管體積小、重量輕、耗電少、壽命長(zhǎng)、可靠性高，已廣泛用于廣播、電視、通信、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、自控裝置、電子儀器、家用電器等領(lǐng)域，起放大、振蕩、開關(guān)等作用。

　　晶體管：用不同的摻雜方式在同一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域，并形成兩個(gè)PN結(jié)，就構(gòu)成了晶體管。

分類

　　晶體管分類：NPN型管和PNP型管

特點(diǎn)

　　輸入特性曲線：描述了在管壓降UCE一定的情況下，基極電流iB與發(fā)射結(jié)壓降uBE之間的關(guān)系稱為輸入伏安特性，可表示為：硅管的開啟電壓約為0.7V，鍺管的開啟電壓約為0.3V。

　　輸出特性曲線：描述基極電流IB為一常量時(shí)，集電極電流iC與管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系。可表示為：

　　雙極型晶體管輸出特性可分為三個(gè)區(qū)

　　★截止區(qū)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反向偏置。IE@0，IC@0，UCE@EC，管子失去放大能力。如果把三極管當(dāng)作一個(gè)開關(guān)，這個(gè)狀態(tài)相當(dāng)于斷開狀態(tài)。

　　★飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置。在飽和區(qū)IC不受IB的控制，管子失去放大作用，UCE@0，IC=EC/RC，把三極管當(dāng)作一個(gè)開關(guān)，這時(shí)開關(guān)處于閉合狀態(tài)。

　　★放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

　　放大區(qū)的特點(diǎn)是：

　　◆IC受IB的控制，與UCE的大小幾乎無(wú)關(guān)。因此三極管是一個(gè)受電流IB控制的電流源。

　　◆特性曲線平坦部分之間的間隔大小，反映基極電流IB對(duì)集電極電流IC控制能力的大小，間隔越大表示管子電流放大系數(shù)b越大。

　　◆伏安特性最低的那條線為IB=0，表示基極開路，IC很小，此時(shí)的IC就是穿透電流ICEO。

　　◆在放大區(qū)電流電壓關(guān)系為：UCE=EC-ICRC，IC=βIB

　　◆在放大區(qū)管子可等效為一個(gè)可變直流電阻。

　　極間反向電流：是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。

　　集電極－基極反向飽和電流ICBO：是集電結(jié)的反向電流。

　　集電極－發(fā)射極反向飽和電流ICEO：它是穿透電流。

　　ICEO與CBO的關(guān)系：

　　特征頻率：由于晶體管中PN結(jié)結(jié)電容的存在，晶體管的交流電流放大系數(shù)會(huì)隨工作頻率的升高而下降，當(dāng)?shù)臄?shù)值下降到1時(shí)的信號(hào)頻率稱為特征頻率。

　　雙極型晶體管極限參數(shù)

　　★最大集電極耗散功率如圖所示。

　　★最大集電極電流：使b下降到正常值的1/2～2/3時(shí)的集電極電流稱之為集電極最大允許電流。

　　★極間反向擊穿電壓：晶體管的某一電極開路時(shí)，另外兩個(gè)電極間所允許加的最高反向電壓即為極間反向擊穿電壓，超過此值的管子會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象。溫度升高時(shí)，擊穿電壓要下降。

影響

　　BVcbo

　　是發(fā)射極開路時(shí)集電極-基極間的反向擊穿電壓，這是集電結(jié)所允許加的最高反向電壓。是基極開路時(shí)集電極-發(fā)射極間的反向擊穿電壓，此時(shí)集電結(jié)承受的反向電壓。

　　BVebo

　　是集電極開路時(shí)發(fā)射極-基極間的反向擊穿電壓，這是發(fā)射結(jié)所允許加的最高反向電壓。

　　BVceo

　　這是共發(fā)射極組態(tài)的擊穿電壓，即基極開路時(shí)、集電極與發(fā)射極之間的擊穿電壓。由于在基極開路時(shí)，集電結(jié)是反偏、發(fā)射結(jié)是正偏的，即BJT處于放大狀態(tài)。

　　溫度對(duì)的影響：是集電結(jié)加反向電壓時(shí)平衡少子的漂移運(yùn)動(dòng)形成的，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)加劇，更多的價(jià)電子有足夠的能量掙脫共價(jià)鍵的束縛，從而使少子的濃度明顯增大，增大。

　　溫度每升高10時(shí)，增加約一倍。硅管的比鍺管的小得多，硅管比鍺管受溫度的影響要小。

　　溫度對(duì)輸入特性的影響：溫度升高，正向特性將左移。

　　溫度對(duì)輸出特性的影響：溫度升高時(shí)增大。

　　光電三極管：依據(jù)光照的強(qiáng)度來(lái)控制集電極電流的大小。

　　暗電流ICEO：光照時(shí)的集電極電流稱為暗電流ICEO，它比光電二極管的暗電流約大兩倍；溫度每升高25，ICEO上升約10倍。