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雙極型晶體管工作原理,主要參數,基本知識

信息來源:本站 日期:2017-07-10 

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雙極型晶體管

雙極型晶體管(Bipolar Transistor)是一种电流控制器什,电子和空穴同时参与导电。与場效應晶體管相比,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、質量輕、耗電少、壽命長、可靠性高等優點,已廣泛用于開關電源、廣播、電視、通信、雷達、計算機、自控裝置、電子儀器、家用電器等領域,起到放大、振蕩、開關等作用。

2.5,1  雙極型晶體管的基本知识

1.定義

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,于是就构成了雙極型晶體管。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)電流放大

电流放大的实质是雙極型晶體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、混頻等。

3.主要參數

1)電流放大系数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。常在雙極型晶體管外壳上用点表示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)直流參數

(1)集電極—基極反向飽和電流/cbo:發射極開路(Je=o)時,基極和集電極之間加上規定的反向電壓Uch時的集電極反向電流。它只與溫度有關,在一定溫度下是個常數,因此稱之爲集電極—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爲1~10mA,大功率鍺管的Icbo可達數毫安培,而矽管的Icbo則非常小,是毫微安級。

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

Icbo,和Iceo温度影响极大,它们是衡量雙極型晶體管热稳定性的重要参数,其值越小,雙極型晶體管的性能越稳定。小功率锗管的Icbo比硅管大。

(3)發射極—基極反向電流Jcbo:集電極開路時,在發射極與基極之間加L規定的反向電壓時發射極的電流,它實際上是發射結的反向飽和電流。

(4)直流電流放大系數β1(或hFE):這是指共發射極接法,沒有交流信號輸入時,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

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

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,全面反映雙極型晶體管的高频放大性能的重要参数


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