雙極型晶體管

介紹

　　雙極型晶體管是一種電流控制器件，電子和空穴同時參與導電。同場效應晶體管相比，雙極型晶體管開關速度慢，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、可靠性高，已廣泛用于廣播、電視、通信、雷達、計算機、自控裝置、電子儀器、家用電器等領域，起放大、振蕩、開關等作用。

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

分類

　　晶體管分類：NPN型管和PNP型管

特點

　　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)射結壓降uBE之間的關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，集電極電流iC與管壓降uCE之間的函數(shù)關系。可表示為：

　　雙極型晶體管輸出特性可分為三個區(qū)

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

　　★飽和區(qū)：發(fā)射結和集電結均為正向偏置。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，把三極管當作一個開關，這時開關處于閉合狀態(tài)。

　　★放大區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結反偏。

　　放大區(qū)的特點是：

　　◆IC受IB的控制，與UCE的大小幾乎無關。因此三極管是一個受電流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，此時的IC就是穿透電流ICEO。

　　◆在放大區(qū)電流電壓關系為：UCE=EC-ICRC，IC=βIB

　　◆在放大區(qū)管子可等效為一個可變直流電阻。

　　極間反向電流：是少數(shù)載流子漂移運動的結果。

　　集電極－基極反向飽和電流ICBO：是集電結的反向電流。

　　集電極－發(fā)射極反向飽和電流ICEO：它是穿透電流。

　　ICEO與CBO的關系：

　　特征頻率：由于晶體管中PN結結電容的存在，晶體管的交流電流放大系數(shù)會隨工作頻率的升高而下降，當?shù)臄?shù)值下降到1時的信號頻率稱為特征頻率。

　　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，另外兩個電極間所允許加的最高反向電壓即為極間反向擊穿電壓，超過此值的管子會發(fā)生擊穿現(xiàn)象。溫度升高時，擊穿電壓要下降。

影響

　　BVcbo

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

　　BVebo

　　是集電極開路時發(fā)射極-基極間的反向擊穿電壓，這是發(fā)射結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、集電極與發(fā)射極之間的擊穿電壓。由于在基極開路時，集電結是反偏、發(fā)射結是正偏的，即BJT處于放大狀態(tài)。

　　溫度對的影響：是集電結加反向電壓時平衡少子的漂移運動形成的，當溫度升高時，熱運動加劇，更多的價電子有足夠的能量掙脫共價鍵的束縛，從而使少子的濃度明顯增大，增大。

　　溫度每升高10時，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。

　　溫度對輸入特性的影響：溫度升高，正向特性將左移。

　　溫度對輸出特性的影響：溫度升高時增大。

　　光電三極管：依據(jù)光照的強度來控制集電極電流的大小。

　　暗電流ICEO：光照時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。