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(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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