雙極型晶體管
由兩個背靠背PN結構成的以獲得電壓、電流或信號增益的晶體三極管。起源於1948年發明的點接觸晶體三極管,50年代初發展成結型三極管即現在所稱的雙極型晶體管。雙極型晶體管有兩種基本結構:PNP型和NPN型。在這3層半導體中,中間一層稱基區,外側兩層分別稱發射區和集電區。當基區注入少量電流時,在發射區和集電區之間就會形成較大的電流,這就是晶體管的放大效應。
中文名:雙極型晶體管
外文名:Bipolar Junction Transistor
實 質:電流控制器件
導 電:電子和空穴
目錄
介紹
雙極型晶體管(Bipolar Junction Transistor)
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[1] 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,已廣泛用於廣播、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、振盪、開關等作用。晶體管:用不同的摻雜方式在同一個硅片上製造出三個摻雜區域,並形成兩個PN結,就構成了晶體管.
分類
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與發射結壓降uBE之間的關係稱為輸入伏安特性,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之間的函數關係。可表示為:
雙極型晶體管輸出特性可分為三個區
★截止區:發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,這個狀態相當於斷開狀態。
★飽和區:發射結和集電結均為正向偏置。在飽和區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,這時開關處於閉合狀態。
★放大區:發射結正偏,集電結反偏。
放大區的特點是:
◆IC受IB的控制,與UCE的大小几乎無關。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係數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。
◆在放大區電流電壓關係為:UCE=EC-ICRC, IC=βIB
◆在放大區管子可等效為一個可變直流電阻。
極間反向電流:是少數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-發射極反向飽和電流ICEO :它是穿透電流。
ICEO與CBO的關係:
特徵頻率 :由於晶體管中PN結結電容的存在,晶體管的交流電流放大係數會隨工作頻率的升高而下降,當 的數值下降到1時的信號頻率稱為特徵頻率 。
雙極型晶體管極限參數
★最大集電極耗散功率 。
★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生擊穿現象。溫度升高時,擊穿電壓要下降。
影響
BVcbo
是發射極開路時集電極-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
是集電極開路時發射極-基極間的反向擊穿電壓,這是發射結所允許加的最高反向電壓。
BVceo
這是共發射極組態的擊穿電壓,即基極開路時、集電極與發射極之間的擊穿電壓。由於在基極開路時,集電結是反偏、發射結是正偏的,即BJT處於放大狀態。
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。
視頻
電磁爐IGBT功率管的認識和測量以及好壞判斷
參考文獻
- ↑ [童詩白,華成英.《模擬電子技術基礎》.北京:高等教育出版社,2006.05:39頁]