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双极型晶体管

目前,双极型晶体管在当代的应用可谓是越来越广泛,双极型晶体管是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解双极型晶体管。  ---查看全文 >>

关键字:双极 晶体管 

双极型晶体管

目前,双极型晶体管在当代的应用可谓是越来越广泛,双极型晶体管是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解双极型晶体管。

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、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.

双极型晶体管基本结构  

双极型晶体管有两种基本结构;PNP型和NPN型,由两个背靠背的PN结组成。在这三层半导体中,中间一层叫基区 (B),左右两层分别叫发射区(E)和集电区(C)。发射区和基区间形成发射结,集电区和基区间形成集电结。晶体管按功率耗散能力大小可分为小功率管、中功率管、大功率管。按工作频率的高低可分为低频管、高频管、微波管。

双极型晶体管
双极型晶体管


按制造工艺又可分为合金管、合金扩散管、台式管、外延平面管(图2)。合金管的基区宽度和结电容都较大,频率性能差,一般仅用于低频电路。合金扩散管的基区由扩散形成,基区较薄,基区杂质分布所形成的内建场能加速少数载流子渡越,因此它的频率特性较好,可用于高频范围。外延平面管的基区和发射区都可用扩散或离子注入工艺形成,基区宽度可精确控制到 0.1微米。采用电子束曝光、干法腐蚀等新工艺可获得亚微米的管芯图形线条。因此,它的工作频率可从超高频一直延伸到微滤 X波段。外延平面管加上掺金工艺可制成超高速开关管和各种高速集成电路(如ECL电路)。

双极型晶体管的类别:

1、NPN型管

2、PNP型管

双极型晶体管
双极型晶体管

双极型晶体管的特点:

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。

综上所述,本文已为讲解双极型晶体管,相信大家对双极型晶体管的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值

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第一讲:基于SiC双极结型晶体管的高能效设计
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