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)參與導電。與場(chǎng)效應晶體管相比，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(cháng)、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、計算機、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

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)摻雜區域，并形成兩個(gè)PN結，這兩個(gè)PN結背靠背構成具有電流放大作用的晶體管，于是就構成了雙極型晶體管。在這三層半導體中，中間一層稱(chēng)為基區，外側兩層分別稱(chēng)為發(fā)射區和集電區。

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

1)電流放大系數β和hFE

p表示交流電流放大系數，hFE表示直流電流放大系數。常在雙極型晶體管外殼上用點(diǎn)表示hFE。國產(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標志如表2-11所示。

2)直流參數

(1)集電極—基極反向飽和電流/cbo：發(fā)射極開(kāi)路(Je=o)時(shí)，基極和集電極之間加上規定的反向電壓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，因此稱(chēng)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可達數毫安培，而硅管的Icbo則非常小，是毫微安級。

(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定性的重要參數，其值越小，雙極型晶體管的性能越穩定。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)射結的反向飽和電流。

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

(1)交流電流放大系數盧：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，但性能往往不穩定。

(2)共基極交流放大系數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，因為△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(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，它們之間的關(guān)系為

fa≈(1-a)fa

(4)特征頻率fr：fr是當下降到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

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