雙極電晶體

雙極電晶體,由兩個背靠背PN結構成的具有電流放大作用的晶體三極體。

簡介

雙極型電晶體(BipolarTransistor)

雙極型電晶體是一種電流控制器件,電子和空穴同時參與導電。同場效應電晶體相比,雙極型電晶體開關速度快,但輸入阻抗小,功耗大。雙極型電晶體體積小、重量輕、耗電少、壽命長、可靠性高,已廣泛用於廣播、電視、通信、雷達、計算機、自控裝置、電子儀器、家用電器等領域,起放大、振盪、開關等作用。電晶體:用不同的摻雜方式在同一個矽片上製造出三個摻雜區域,並形成兩個PN結,就構成了電晶體。

分類

電晶體分類:NPN型管和PNP型管

特點

輸入特性曲線:描述了在管壓降UCE一定的情況下,基極電流iB與發射結壓降uBE之間的關係稱為輸入伏安特性,可表示為:矽管的開啟電壓約為0.7V,鍺管的開啟電壓約為0.3V。
輸出特性曲線:描述基極電流IB為一常量時,集電極電流iC與管壓降uCE之間的函式關係。可表示為:
雙極型電晶體輸出特性可分為三個區
★截止區:發射結和集電結均為反向偏置。IE@0,IC@0,UCE@EC,管子失去放大能力。如果把三極體當作一個開關,這個狀態相當於斷開狀態。
★飽和區:發射結和集電結均為正向偏置。在飽和區IC不受IB的控制,管子失去放大作用,UCE@0,IC=EC/RC,把三極體當作一個開關,這時開關處於閉合狀態。
★放大區:發射結正偏,集電結反偏。
放大區的特點是:
◆IC受IB的控制,與UCE的大小几乎無關。因此三極體是一個受電流IB控制的電流源。
◆特性曲線平坦部分之間的間隔大小,反映基極電流IB對集電極電流IC控制能力的大小,間隔越大表示管子電流放大係數b越大。
◆伏安特性最低的那條線為IB=0,表示基極開路,IC很小,此時的IC就是穿透電流ICEO。
◆在放大區電流電壓關係為:UCE=EC-ICRC,IC=βIB
◆在放大區管子可等效為一個可變直流電阻。
極間反向電流:是少數載流子漂移運動的結果。
集電極-基極反向飽和電流ICBO:是集電結的反向電流。
集電極-發射極反向飽和電流ICEO:它是穿透電流。
ICEO與CBO的關係:
特徵頻率:由於電晶體中PN結結電容的存在,電晶體的交流電流放大係數會隨工作頻率的升高而下降,當的數值下降到1時的信號頻率稱為特徵頻率。
雙極型電晶體極限參數
★最大集電極耗散功率如圖所示。
★最大集電極電流:使b下降到正常值的1/2~2/3時的集電極電流稱之為集電極最大允許電流。
★極間反向擊穿電壓:電晶體的某一電極開路時,另外兩個電極間所允許加的最高反向電壓即為極間反向擊穿電壓,超過此值的管子會發生擊穿現象。溫度升高時,擊穿電壓要下降。

影響

是發射極開路時集電極-基極間的反向擊穿電壓,這是集電結所允許加的最高反向電壓。是基極開路時集電極-發射極間的反向擊穿電壓,此時集電結承受的反向電壓。
是集電極開路時發射極-基極間的反向擊穿電壓,這是發射結所允許加的最高反向電壓。
溫度對的影響:是集電結加反向電壓時平衡少子的漂移運動形成的,當溫度升高時,熱運動加劇,更多的價電子有足夠的能量掙脫共價鍵的束縛,從而使少子的濃度明顯增大,增大。
溫度每升高10時,增加約一倍。矽管的比鍺管的小得多,矽管比鍺管受溫度的影響要小。
溫度對輸入特性的影響:溫度升高,正向特性將左移。
溫度對輸出特性的影響:溫度升高時增大。
光電三極體:依據光照的強度來控制集電極電流的大小。
暗電流ICEO:光照時的集電極電流稱為暗電流ICEO,它比光電二極體的暗電流約大兩倍;溫度每升高25,ICEO上升約10倍。

光電流

光電流:有光照時的集電極電流為光電流。當足夠大時,決定於入射光照度。
Cc---集電極電容
Ccb---集電極與基極間電容
Cce---發射極接地輸出電容
Ci---輸入電容
Cib---共基極輸入電容
Cie---共發射極輸入電容
Cies---共發射極短路輸入電容
Cieo---共發射極開路輸入電容
Cn---中和電容(外電路參數)
Co---輸出電容
Cob---共基極輸出電容。在基極電路中,集電極與基極間輸出電容
Coe---共發射極輸出電容
Coeo---共發射極開路輸出電容
Cre---共發射極反饋電容
Cic---集電結勢壘電容
CL---負載電容(外電路參數)
Cp---並聯電容(外電路參數)
BVcbo---發射極開路,集電極與基極間擊穿電壓
BVceo---基極開路,CE結擊穿電壓
BVebo---集電極開路EB結擊穿電壓
BVces---基極與發射極短路CE結擊穿電壓
BVcer---基極與發射極串接一電阻,CE結擊穿電壓
D---占空比
fT---特徵頻率
fmax---最高振盪頻率。當三極體功率增益等於1時的工作頻率
hFE---共發射極靜態電流放大係數
hIE---共發射極靜態輸入阻抗
hoe---共發射極靜態輸出電導
hRE---共發射極靜態電壓反饋係數
hie---共發射極小信號短路輸入阻抗
hre---共發射極小信號開路電壓反饋係數
hfe---共發射極小信號短路電壓放大係數
hoe---共發射極小信號開路輸出導納
IB---基極直流電流或交流電流的平均值
Ic---集電極直流電流或交流電流的平均值
IE---發射極直流電流或交流電流的平均值
Icbo---基極接地,發射極對地開路,在規定的VCB反向電壓條件下的集電極與基極之間的反向截止電流
Iceo---發射極接地,基極對地開路,在規定的反向電壓VCE條件下,集電極與發射極之間的反向截止電流
Iebo---基極接地,集電極對地開路,在規定的反向電壓VEB條件下,發射極與基極之間的反向截止電流
Icer---基極與發射極間串聯電阻R,集電極與發射極間的電壓VCE為規定值時,集電極與發射極之間的反向截止電流
Ices---發射極接地,基極對地短路,在規定的反向電壓VCE條件下,集電極與發射極之間的反向截止電流
Icex---發射極接地,基極與發射極間加指定偏壓,在規定的反向偏壓VCE下,集電極與發射極之間的反向截止電流
ICM---集電極最大允許電流或交流電流的最大平均值。
IBM---在集電極允許耗散功率的範圍內,能連續地通過基極的直流電流的最大值,或交流電流的最大平均值
ICMP---集電極最大允許脈衝電流
ISB---二次擊穿電流
IAGC---正向自動控制電流
Pc---集電極耗散功率
PCM---集電極最大允許耗散功率
Pi---輸入功率
Po---輸出功率
Posc---振盪功率
Pn---噪聲功率
Ptot---總耗散功率
ESB---二次擊穿能量
RBB'---基區擴展電阻(基區本徵電阻)
rbb'Cc---基極-集電極時間常數,即基極擴展電阻與集電結電容量的乘積
rie---發射極接地,交流輸出短路時的輸入電阻
roe---發射極接地,在規定VCE、Ic或IE、頻率條件下測定的交流輸入短路時的輸出電阻
RE---外接發射極電阻(外電路參數)
RB---外接基極電阻(外電路參數)
Rc---外接集電極電阻(外電路參數)
RBE---外接基極-發射極間電阻(外電路參數)
RL---負載電阻(外電路參數)
RG---信號源內阻
Rth---熱阻
Ta---環境溫度
Tc---管殼溫度
Ts---結溫
Tjm---最大允許結溫
Tstg---貯存溫度
td----延遲時間
tr---上升時間
ts---存貯時間
tf---下降時間
ton---開通時間
toff---關斷時間
VCB---集電極-基極(直流)電壓
VCE---集電極-發射極(直流)電壓
VBE---基極發射極(直流)電壓
VCBO---基極接地,發射極對地開路,集電極與基極之間在指定條件下的最高耐壓
VEBO---基極接地,集電極對地開路,發射極與基極之間在指定條件下的最高耐壓
VCEO---發射極接地,基極對地開路,集電極與發射極之間在指定條件下的最高耐壓
VCER---發射極接地,基極與發射極間串接電阻R,集電極與發射極間在指定條件下的最高耐壓
VCES---發射極接地,基極對地短路,集電極與發射極之間在指定條件下的最高耐壓
VCEX---發射極接地,基極與發射極之間加規定的偏壓,集電極與發射極之間在規定條件下的最高耐壓
Vp---穿通電壓。
VSB---二次擊穿電壓
VBB---基極(直流)電源電壓(外電路參數)
Vcc---集電極(直流)電源電壓(外電路參數)
VEE---發射極(直流)電源電壓(外電路參數)
VCE(sat)---發射極接地,規定Ic、IB條件下的集電極-發射極間飽和壓降
VBE(sat)---發射極接地,規定Ic、IB條件下,基極-發射極飽和壓降(前向壓降)
VAGC---正向自動增益控制電壓
Vn(p-p)---輸入端等效噪聲電壓峰值
Vn---噪聲電壓
Cj---結(極間)電容,表示在二極體兩端加規定偏壓下,鍺檢波二極體的總電容
Cjv---偏壓結電容
Co---零偏壓電容
CJO---零偏壓結電容
Cjo/Cjn---結電容變化
Cs---管殼電容或封裝電容
Ct---總電容
CTV---電壓溫度係數。在測試電流下,穩定電壓的相對變化與環境溫度的絕對變化之比
CTC---電容溫度係數
Cvn---標稱電容
IF---正向直流電流(正向測試電流)。鍺檢波二極體在規定的正向電壓VF下,通過極間的電流;矽整流管、矽堆在規定的使用條件下,在正弦半波中允許連續通過的最大工作電流(平均值),矽開關二極體在額定功率下允許通過的最大正向直流電流;測穩壓二極體正向電參數時給定的電流
IF(AV)---正向平均電流
IFM(IM)---正向峰值電流(正向最大電流)。在額定功率下,允許通過二極體的最大正向脈衝電流。發光二極體極限電流
IH---恆定電流、維持電流。
Ii---發光二極體起輝電流
IFRM---正向重複峰值電流
IFSM---正向不重複峰值電流(浪涌電流)
Io---整流電流。在特定線路中規定頻率和規定電壓條件下所通過的工作電流
IF(ov)---正向過載電流
IL---光電流或穩流二極體極限電流
ID---暗電流
IB2---單結電晶體中的基極調製電流
IEM---發射極峰值電流
IEB10---雙基極單結電晶體中發射極與第一基極間反向電流
IEB20---雙基極單結電晶體中發射極向電流
ICM---最大輸出平均電流
IFMP---正向脈衝電流
IP---峰點電流
IV---谷點電流
IGT---晶閘管控制極觸發電流
IGD---晶閘管控制極不觸發電流
IGFM---控制極正向峰值電流
IR(AV)---反向平均電流
IR(In)---反向直流電流(反向漏電流)。在測反向特性時,給定的反向電流;矽堆在正弦半波電阻性負載電路中,加反向電壓規定值時,所通過的電流;矽開關二極體兩端加反向工作電壓VR時所通過的電流;穩壓二極體在反向電壓下,產生的漏電流;整流管在正弦半波最高反向工作電壓下的漏電流。
IRM---反向峰值電流
IRR---晶閘管反向重複平均電流
IDR---晶閘管斷態平均重複電流
IRRM---反向重複峰值電流
IRSM---反向不重複峰值電流(反向浪涌電流)
Irp---反向恢復電流
Iz---穩定電壓電流(反向測試電流)。測試反向電參數時,給定的反向電流
Izk---穩壓管膝點電流
IOM---最大正向(整流)電流。在規定條件下,能承受的正向最大瞬時電流;在電阻性負荷的正弦半波整流電路中允許連續通過鍺檢波二極體的最大工作電流
IZSM---穩壓二極體浪涌電流
IZM---最大穩壓電流。在最大耗散功率下穩壓二極體允許通過的電流
iF---正向總瞬時電流
iR---反向總瞬時電流
ir---反向恢復電流
Iop---工作電流
Is---穩流二極體穩定電流
f---頻率
n---電容變化指數;電容比
Q---優值(品質因素)
δvz---穩壓管電壓漂移
di/dt---通態電流臨界上升率
dv/dt---通態電壓臨界上升率
PB---承受脈沖燒毀功率
PFT(AV)---正嚮導通平均耗散功率
PFTM---正向峰值耗散功率
PFT---正嚮導通總瞬時耗散功率
Pd---耗散功率
PG---門極平均功率
PGM---門極峰值功率
PC---控制極平均功率或集電極耗散功率
Pi---輸入功率
PK---最大開關功率
PM---額定功率。矽二極體結溫不高於150度所能承受的最大功率
PMP---最大漏過脈衝功率
PMS---最大承受脈衝功率
Po---輸出功率
PR---反向浪涌功率
Ptot---總耗散功率
Pomax---最大輸出功率
Psc---連續輸出功率
PSM---不重複浪涌功率
PZM---最大耗散功率。在給定使用條件下,穩壓二極體允許承受的最大功率
RF(r)---正向微分電阻。在正嚮導通時,電流隨電壓指數的增加,呈現明顯的非線性特性。在某一正向電壓下,電壓增加微小量△V,正向電流相應增加△I,則△V/△I稱微分電阻
RBB---雙基極電晶體的基極間電阻
RE---射頻電阻
RL---負載電阻
Rs(rs)----串聯電阻
Rth----熱阻
R(th)ja----結到環境的熱阻
Rz(ru)---動態電阻
R(th)jc---結到殼的熱阻
rδ---衰減電阻
r(th)---瞬態電阻
Ta---環境溫度
Tc---殼溫
td---延遲時間
tf---下降時間
tfr---正向恢復時間
tg---電路換向關斷時間
tgt---門極控制極開通時間
Tj---結溫
Tjm---最高結溫
ton---開通時間
toff---關斷時間
tr---上升時間
trr---反向恢復時間
ts---存儲時間
tstg---溫度補償二極體的貯成溫度
a---溫度係數
λp---發光峰值波長
△λ---光譜半寬度
η---單結電晶體分壓比或效率
VB---反向峰值擊穿電壓
Vc---整流輸入電壓
VB2B1---基極間電壓
VBE10---發射極與第一基極反向電壓
VEB---飽和壓降
VFM---最大正向壓降(正向峰值電壓)
VF---正向壓降(正向直流電壓)
△VF---正向壓降差
VDRM---斷態重複峰值電壓
VGT---門極觸發電壓
VGD---門極不觸發電壓
VGFM---門極正向峰值電壓
VGRM---門極反向峰值電壓
VF(AV)---正向平均電壓
Vo---交流輸入電壓
VOM---最大輸出平均電壓
VOP---工作電壓
Vn---中心電壓
Vp---峰點電壓
VR---反向工作電壓(反向直流電壓)
VRM---反向峰值電壓(最高測試電壓)
V(BR)---擊穿電壓
Vth---閥電壓(門限電壓)
Vrrm---反向重複峰值電壓(反向浪涌電壓)
VRWM---反向工作峰值電壓
Vv---谷點電壓
Vz---穩定電壓
△Vz---穩壓範圍電壓增量
Vs---通向電壓(信號電壓)或穩流管穩定電流電壓
av---電壓溫度係數
Vk---膝點電壓(穩流二極體)
VL---極限電壓

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