《功率特性》PPT课件

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1、第四章双极型晶体管的功率特性1P-N结2直流特性3频率特性4功率特性5开关特性（6，7结型和绝缘栅场效应晶体管）8噪声特性大电流(大注入)高电压(击穿)大功率4.1集电极最大允许工作电流ICM4.2基区大注入效应对电流放大系数的影响(基区电导调制)4.3有效基区扩展效应4.4发射极电流集边效应4.5发射极单位周长电流容量----线电流密度4.6晶体管最大耗散功率PCM4.7二次击穿和安全工作区11P-N结2npn管直流特性3频率特性4功率特性5开关特性6，7结型和绝缘栅场效应晶体管8噪声特性2晶体管的输出功率受：集电极最大电流ICM最

2、大耗散功率PCM二次击穿特性（临界功率）最高耐压BVcbo、BVceo的限制。第四章双极型晶体管的功率特性安全工作区本章将围绕安全工作区的要求，讨论大功率（大注入）下的直流特性34.1集电极最大允许工作电流ICM晶体管电流放大系数与集电极电流的关系见图4-1。在大电流下，b0随Ic增加而迅速减小，限制了晶体管最大工作电流。晶体管的电流放大系数主要决定于g和b*，分析大电流下哪些特殊效应使g和b*发生哪些变化。为了衡量晶体管电流放大系数在大电流下的下降程度，特定义:共发射极直流短路电流放大系数b0下降到最大值b0M的一半(即bo／boM

3、＝0.5)时所对应的集电极电流为集电极最大工作电流，记为ICM44.2基区大注入效应对电流放大系数的影响b随IC的增加而下降：发射效率g、基区输运b*、（势垒、表面）复合基区大注入效应有效基区扩展效应1.基区大注入下的电流2.基区电导调制效应3.基区大注入对电流放大系数的影响均匀基区，缓变基区（强场、弱场）54.2基区大注入效应对电流放大系数的影响1.基区大注入下的电流（以n-p-n管为例）大注入时，大注入自建电场作用下通过n+-p结的电子电流密度为：对于均匀基区晶体管（1-48）6（4-1）（4-2）与第二章小注入情况相比：由于大注

4、入自建电场的漂移作用，同样的注入边界浓度下Dnb----2Dnb，JnE增大一倍；同样的JnE，边界浓度及梯度只需一半。——与1.3中的结论一样。7对于缓变基区晶体管，基区内已经存在着由于杂质分布不均匀而产生的缓变基区自建电场。在大注入情况下，注入的大量非平衡少子将改变这个电场。这个过程比较复杂，书中给出简单近似分析。得出结论：在发射极电流密度很大的情况下，基区电子浓度线性分布，且与杂质分布情况无关（均匀基区和缓变基区一样）。由于大注入下扩散、漂移各半，电子浓度梯度只为小注入时的一半时即可维持与小注入下相当的电流值。仅仅是数学形式上得

5、到的推论。8a图以电场因子h为参量，同图2-13；b图以d即Jne为qDnbNb(0)/Wb的倍数为参量，表示注入水平（在h=8时）。9结论：大注入对缓变基区晶体管基区电子及其电流密度的影响与对均匀基区晶体管的相似。这是因为在大注入条件下的缓变基区中，大注入自建电场对基区多子浓度梯度的要求与基区杂质电离以后形成的多子浓度梯度方向是一致的，这时杂质电离生成的多子不再象小注入时那样向集电结方向扩散并建立缓变基区自建电场，而是按照基区大注入自建电场的要求去重新分布。因此，不同电场因子的缓变基区在大注入下有相同的电子浓度分布。可以说，在大注入

6、情况下，大注入自建电场取代（掩盖）了由于杂质分布不均匀所形成的电场（缓变基区自建电场）。10在(大注入、缓变基区)自建电场E作用下对多子空穴,动态平衡时,扩散流等于漂移流,11第一项是缓变基区自建电场分量,随注入水平提高(nb增大)而减小。对于均匀基区，此项自然为零。第二项是大注入自建电场分量，随注入水平提高(nb增大，梯度增大)而增大（并在nb>>NB时趋于常数）。故，特大注入时，只有大注入自建电场起作用，而且其作用的极限是使基区少子分布梯度相当于小注入时的一半。124.2基区大注入效应对电流放大系数的影响2.基区电导调制效应大注入

7、：注入少子浓度接近以至超过平衡多子浓度基区大注入时，注入基区的电子浓度接近甚至超过基区空穴平衡浓度。另外，为了维持电中性，基区积累起与少子相同浓度和分布的空穴（非平衡多子）参见图2-15c、d。13141516注入载流子以及为维持电中性而增加的多子使得基区电阻率显著下降，并且电阻（导）率随注入水平变化，称为基区电导调制效应4.2基区大注入效应对电流放大系数的影响2.基区电导调制效应可见，非平衡少子浓度的变化引起基区电阻率的变化（调制）实际上，引起电阻率变化的因素包括高浓度的非平衡少子，但作为基区电导调制效应影响电流放大系数（发射效率）

8、的是基区多子——空穴174.2基区大注入效应对电流放大系数的影响发射效率项势垒复合项基区输运（体复合）项表面复合项3.基区大注入对电流放大系数的影响184.2基区大注入效应对电流放大系数的影响表示发射结势垒复合的第二项在