雙極型晶體管工作原理,主要參數(shù),基本知識(shí)
信息來(lái)源:本站 日期:2017-07-10
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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lái)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(méi)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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