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双极型晶体管工作原理,主要参数,基本知识

信息来源:本站 日期:2017-07-10 

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双极型晶体管

   双极型晶体管(Bipolar Transistor)是一种电流控制器什,电子和空穴同时参与导电。与场效应晶体管相比,双极型品体管的开艾速度快,但其输入阻抗小,功耗大。双极型品体管具有体积小、质量轻、耗电少、寿命长、可靠性高等优点,已广泛用于开关电源、广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域,起到放大、振荡、开关等作用。

2.5,1  双极型晶体管的基本知识

  1.定义

   用不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,这两个PN结背靠背构成具有电流放大作用的晶体管,于是就构成了双极型晶体管。在这三层半导体中,中间一层称为基区,外侧两层分别称为发射区和集电区。

   2.功能

   1)电流放大

   电流放大的实质是双极型晶体管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是双极型晶体管最基本和最重要的功能。

 2)其他功能

 其他功能有振荡、开关、混频等。

3.主要参数

1)电流放大系数β和hFE

p表示交流电流放大系数,hFE表示直流电流放大系数。常在双极型晶体管外壳上用点表示hFE。国产锗、硅开关管,高、低频小功率管,如硅低频大功率管所用的色标标志如表2-11所示。

 2)直流参数

 (1)集电极—基极反向饱和电流/cbo:发射极开路(Je=o)时,基极和集电极之间加上规定的反向电压Uch时的集电极反向电流。它只与温度有关,在一定温度下是个常数,因此称之为集电极—基极反向饱和电流。良好的晶体管的Jc1。很小,小功率锗管的Icbo为1~10mA,大功率锗管的Icbo可达数毫安培,而硅管的Icbo则非常小,是毫微安级。    

   (2)集电极—发射极反向电流Jceo(穿透电流):基极开路(Ib=0)时,集电极和发射极之间加上规定反向电压uce的集电极电流。Jceo约是Jcbo的β倍,即Iceo(1+β)Jcbo。

Icbo,和Iceo温度影响极大,它们是衡量双极型晶体管热稳定性的重要参数,其值越小,双极型晶体管的性能越稳定。小功率锗管的Icbo比硅管大。

   (3)发射极—基极反向电流Jcbo:集电极开路时,在发射极与基极之间加L规定的反向电压时发射极的电流,它实际上是发射结的反向饱和电流。

   (4)直流电流放大系数β1(或hFE):这是指共发射极接法,没有交流信号输入时,集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值,即β1,=Ic/b.

 3)交流参数

 (1)交流电流放大系数卢:这是指共发射极接法时,集电极输出电流的变化量△lc与基极输入电流的变化量△Ib之比,即β=△Ic/△Ib。一般晶体管的β为10 - 200,如果β太小,则电流放大作用差;如果卢太大,电流放大作用虽然大,但性能往往不稳定。

   (2)共基极交流放大系数d(或hfb):这是指共基极接法时,集电极输出电流的变化量△le与发射极电流的变化量△Ie之比,即a=△Ie/△Ie,因为△Ie<△Ie,故a<1。高频晶体的o>o.9就可以使用。a与β之间的关系为

   a=β/(1+β)  

   β=a/(l -a)≈1/(1-a)    

   (3)截LL频率fβ、fa:fβ是共发射极的截止频率,是当β下降到低频时的70. 7%的率;fo是共基极的截止频率,是当a下降到低频时的70. 7%的频率。fβ、fa表明双极型体管赣率特性的重要参数,它们之间的关系为

    fa≈(1-a)fa    

   (4)特征频率fr:fr是当下降到1时,全面反映双极型晶体管的高频放大性能的重要参数。