双极型晶体管

介绍

　　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慢，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。

分类

　　晶体管分类：NPN型管和PNP型管

特点

　　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：

　　双极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1/2～2/3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。

影响

　　BVcbo

　　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。

　　BVebo

　　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。

　　BVceo

　　这是共发射极组态的击穿电压，即基极开路时、集电极与发射极之间的击穿电压。由于在基极开路时，集电结是反偏、发射结是正偏的，即BJT处于放大状态。

　　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。