雙極型晶體管

雙極型晶體管(Bipolar Transistor)是一種電流控制器什，電子和空穴同時(shí)參與導(dǎo)電。與場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，雙極型品體管的開艾速度快，但其輸入阻抗小，功耗大。雙極型品體管具有體積小、質(zhì)量輕、耗電少、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于開關(guān)電源、廣播、電視、通信、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、自控裝置、電子儀器、家用電器等領(lǐng)域，起到放大、振蕩、開關(guān)等作用。

2.5，1  雙極型晶體管的基本知識(shí)

1．定義

用不同的摻雜方式在同一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域，并形成兩個(gè)PN結(jié)，這兩個(gè)PN結(jié)背靠背構(gòu)成具有電流放大作用的晶體管，于是就構(gòu)成了雙極型晶體管。在這三層半導(dǎo)體中，中間一層稱為基區(qū)，外側(cè)兩層分別稱為發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。

2．功能

1)電流放大

電流放大的實(shí)質(zhì)是雙極型晶體管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是雙極型晶體管最基本和最重要的功能。

2)其他功能

其他功能有振蕩、開關(guān)、混頻等。

3．主要參數(shù)

1)電流放大系數(shù)β和hFE

p表示交流電流放大系數(shù)，hFE表示直流電流放大系數(shù)。常在雙極型晶體管外殼上用點(diǎn)表示hFE。國(guó)產(chǎn)鍺、硅開關(guān)管，高、低頻小功率管，如硅低頻大功率管所用的色標(biāo)標(biāo)志如表2-11所示。

2)直流參數(shù)

(1)集電極—基極反向飽和電流/cbo：發(fā)射極開路(Je=o)時(shí)，基極和集電極之間加上規(guī)定的反向電壓Uch時(shí)的集電極反向電流。它只與溫度有關(guān)，在一定溫度下是個(gè)常數(shù)，因此稱之為集電極—基極反向飽和電流。良好的晶體管的Jc1。很小，小功率鍺管的Icbo為1~10mA，大功率鍺管的Icbo可達(dá)數(shù)毫安培，而硅管的Icbo則非常小，是毫微安級(jí)。

(2)集電極—發(fā)射極反向電流Jceo（穿透電流）：基極開路(Ib=0)時(shí)，集電極和發(fā)射極之間加上規(guī)定反向電壓uce的集電極電流。Jceo約是Jcbo的β倍，即Iceo（1+β）Jcbo。

Icbo,和Iceo溫度影響極大，它們是衡量雙極型晶體管熱穩(wěn)定性的重要參數(shù)，其值越小，雙極型晶體管的性能越穩(wěn)定。小功率鍺管的Icbo比硅管大。

(3)發(fā)射極—基極反向電流Jcbo：集電極開路時(shí)，在發(fā)射極與基極之間加L規(guī)定的反向電壓時(shí)發(fā)射極的電流，它實(shí)際上是發(fā)射結(jié)的反向飽和電流。

(4)直流電流放大系數(shù)β1（或hFE）：這是指共發(fā)射極接法，沒有交流信號(hào)輸入時(shí)，集電極輸出的直流電流與基極輸入的直流電流的比值，即β1，=Ic/b.

3)交流參數(shù)

(1)交流電流放大系數(shù)盧：這是指共發(fā)射極接法時(shí)，集電極輸出電流的變化量△lc與基極輸入電流的變化量△Ib之比，即β=△Ic／△Ib。一般晶體管的β為10 - 200，如果β太小，則電流放大作用差；如果盧太大，電流放大作用雖然大，但性能往往不穩(wěn)定。

(2)共基極交流放大系數(shù)d（或hfb）：這是指共基極接法時(shí)，集電極輸出電流的變化量△le與發(fā)射極電流的變化量△Ie之比，即a=△Ie／△Ie，因?yàn)椤鱅e<△Ie，故a<1。高頻晶體的o>o．9就可以使用。a與β之間的關(guān)系為

a=β/(1+β）

β=a/(l -a)≈1／(1-a)

(3)截LL頻率fβ、fa：fβ是共發(fā)射極的截止頻率，是當(dāng)β下降到低頻時(shí)的70. 7%的率；fo是共基極的截止頻率，是當(dāng)a下降到低頻時(shí)的70. 7%的頻率。fβ、fa表明雙極型體管贛率特性的重要參數(shù)，它們之間的關(guān)系為

fa≈(1-a)fa

(4)特征頻率fr：fr是當(dāng)下降到1時(shí)，全面反映雙極型晶體管的高頻放大性能的重要參數(shù)

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