武汉理工大学信息工程学院三极管

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1、半导体三极管(BJT)BipolarJunctionTransistor(双极结型晶体管)1.基本知识2.基本特性3.分类、命名、标识4.制程及工艺5.应用6.常见失效模式及其原因7.Derating标准及其测试方法三极管图片1三极管的基本知识1.1概述半导体器件是现代电子技术的重要组成部分，由于它具有体积小，重量轻，使用寿命长，输入功率小和功率转换效率高等优点而得到广泛的应用。集成电路特别是大规模集成电路不断的更新换代，致使电子设备在轻型化，可靠性和电子系统设计的灵活性等方面有了重大的进步，因而电子技术成为当代高新技术的龙头。半导

2、体：是指其导电性具有介于导体（金属）和非导体（绝缘体）之间的物质，用表征电流流过的难易程序的电阻率p来衡量。2.基本特性2.1、参数介绍PC指集电极最大允许耗散功率，使用时不能超过此功率。IC指集电极允许最大直流电流。IB指基极允许最大直流电流。Tj结温度，指PN结温度。VCEO（集电极—发射极击穿电压）基极开路，C、E之间的反向击穿电压。VCBO（集电极—基极击穿电压）发射极开路，C、B之间的反向击穿电压。VEBO（发射极—基极击穿电压）集电极开路，E、B之间的反向击穿电压。HFE(共发射极正向电流传输比)：在共发射极电路中，输出

3、电压保持不变时，直流输出电流与直流输入电流之比。ICBO（集电极—基极截止电流）：当发射极开路时，在规定的集电极—基极电压下，流过集电极—基极结的反向电流。ICEO（集电极—发射极截止电流）：基极开路时，在规定的集电极—发射极电压下，流过集电极—发射极结的反向电流。IEBO（发射极—基极截止电流）：当集电极开路时，在规定的发射极—基极电压下，流过发射极—基极结的反向电流。VCE（SAT）（集电极—发射极饱和压降）：在规定的基极电流和集电极电流下，集电极端子与发射极端子之间的剩余电压。VBE（SAT）（基极—发射极饱和压降）：晶体管工

4、作于饱和区时，在规定的基极电流和集电极电流下，基极端子与发射极端子之间的电压。VBE（基极—发射极电压）：在规定的VCE、IC的条件下，晶体管的基极—发射极正向电压。fT（特征频率）：共发射极小信号正向电流传输比的模数下降到1时的频率Cob（共基极输出电容）：在共基极电路中，输入交流开路时的输出电容。一、放大条件二、内部载流子的传输过程三、电流分配关系四、放大作用2.2工作原理外部条件：一、放大条件电位关系：内部条件？三区掺杂不同！Je正偏，Jc反偏。对NPN型：VC＞VB＞VE对PNP型：VC＜VB＜VE根据下图将BE端加正向偏压

5、，将CB两端加较高的反向偏压，图（a）图（b）为能带图和电流分量图：由于E区的杂质浓度较B区高得多，在BE间的正向电场作用下，E区电子向B区运动，由于B区的浓度低，只有少数的电子与B区的空穴复合，大多数电子在CB间的电场作用下向C区流动，形成集电极电流。由于B极的电流较小，就实现了以小电流控制大电流的作用。直流偏置状态(NPN管)：RICIBRICIB二、内部载流子的传输过程集电区发射区基区JeJcIB(1)(2)(3)IEIC扩散漂移正偏反偏复合忽略支流：IE=IC+IB另外还有支流IEP、ICBO三、电流分配关系IE=IC+IB

6、三种组态应用：共射电压放大电流放大(控制）作用四、放大作用输入特性曲线——iB=f(vBE)vCE=const输出特性曲线——iC=f(vCE)iB=const共射接法图02.04共射接法的电压-电流关系3.3特性曲线(1)输入特性曲线方程：iB=f(vBE)vCE=const曲线：如图(2)输出特性曲线方程：iC=f(vCE)iB=const曲线：饱和区放大区截止区发射结集电结正偏正偏正偏反偏反偏反偏三区偏置特点：例1：测量三极管三个电极对地电位如图试判断三极管的工作状态。放大截止饱和3.4参数分为三大类:(1)直流参数①

7、电流放大系数1.共射~≈IC/IBvCE=const直流参数交流参数极限参数2.共基~关系=IC/IE=IB/1+IB=/1+，或=/1-≈IC/IEVCB=const1.ICBOO(Open)关系：ICEO=（1+）ICBO2.ICEO（穿透电流）②极间反向饱和电流（温度稳定性）(2)交流参数①交流电流放大系数1.共射~=IC/IBvCE=const2.共基~α=IC/IEVCB=const②特征频率fT当下降到1时所对应的频率当ICBO和ICEO很小时，≈，≈(3)极限参数①ICMIC上升时

8、会下降，下降到线性放大区值的70％时所允许的电流。②PCM超过此值会使管子性能变坏或烧毁。PCM=ICVCB≈ICVCE1.V(BR)CBO——发射极开路时的集电结击穿电压。BR（Breakdown）2.V(BR)EBO——3.V