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双极型晶(jing)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(jing)体管(guan)相比，双极(ji)型品体(ti)管(guan)的开(kai)艾速度快，但其输入阻抗小，功耗大。双极(ji)型品体(ti)管(guan)具(ju)有体(ti)积小、质量轻、耗电(dian)少、寿命(ming)长、可靠性高等优(you)点，已广泛用(yong)于开(kai)关电(dian)源(yuan)、广播、电(dian)视、通信、雷达、计算(suan)机、自控装(zhuang)置、电(dian)子仪器、家用(yong)电(dian)器等领域，起到放大、振荡、开(kai)关等作用(yong)。

2.5，1  双极(ji)型(xing)晶体(ti)管的基本知识

1．定义

 用(yong)不同的掺杂(za)方式在同一(yi)个(ge)硅片(pian)上制造出三个(ge)掺杂(za)区域，并(bing)形(xing)成两(liang)个(ge)PN结(jie)，这(zhei)(zhei)两(liang)个(ge)PN结(jie)背靠背构成具(ju)有电(dian)(dian)流放(fang)大作用(yong)的晶(jing)(jing)体管(guan)，于是就构成了双极(ji)型晶(jing)(jing)体管(guan)。在这(zhei)(zhei)三层半导体中，中间一(yi)层称为(wei)(wei)基区，外侧两(liang)层分别称为(wei)(wei)发(fa)射区和(he)集电(dian)(dian)区。

2．功能

1)电流(liu)放大

电(dian)流(liu)放大的(de)实(shi)质是(shi)双极(ji)型(xing)晶(jing)体管(guan)能以(yi)基(ji)(ji)极(ji)电(dian)流(liu)微小的(de)变(bian)化量来控制集电(dian)极(ji)电(dian)流(liu)较大的(de)变(bian)化量。这(zhei)是(shi)双极(ji)型(xing)晶(jing)体管(guan)最基(ji)(ji)本和最重要(yao)的(de)功能。

2)其他功(gong)能

其他功能(neng)有振荡、开(kai)关(guan)、混(hun)频(pin)等。

3．主要参数(shu)

1)电(dian)流(liu)放大系数β和hFE

p表(biao)示(shi)交流(liu)电流(liu)放(fang)大(da)(da)系数，hFE表(biao)示(shi)直流(liu)电流(liu)放(fang)大(da)(da)系数。常在双极型晶(jing)体管(guan)外壳上用点(dian)表(biao)示(shi)hFE。国(guo)产锗、硅开关管(guan)，高、低频小(xiao)功(gong)率(lv)管(guan)，如硅低频大(da)(da)功(gong)率(lv)管(guan)所用的色(se)标标志如表(biao)2-11所示(shi)。

2)直流参数

(1)集(ji)电极(ji)—基极(ji)反向(xiang)(xiang)(xiang)饱和(he)电流(liu)/cbo：发射极(ji)开(kai)路(Je=o)时，基极(ji)和(he)集(ji)电极(ji)之间加上规定的反向(xiang)(xiang)(xiang)电压(ya)Uch时的集(ji)电极(ji)反向(xiang)(xiang)(xiang)电流(liu)。它(ta)只与(yu)温(wen)度有关(guan)，在(zai)一(yi)定温(wen)度下(xia)是个(ge)常数，因此(ci)称之为集(ji)电极(ji)—基极(ji)反向(xiang)(xiang)(xiang)饱和(he)电流(liu)。良好的晶体(ti)管(guan)的Jc1。很小(xiao)，小(xiao)功率锗(zhe)管(guan)的Icbo为1~10mA，大功率锗(zhe)管(guan)的Icbo可(ke)达数毫安培，而硅管(guan)的Icbo则非(fei)常小(xiao)，是毫微(wei)安级(ji)。

(2)集(ji)电(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)—发射极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)反向电(dian)流Jceo（穿(chuan)透电(dian)流）：基极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)开路(Ib=0)时，集(ji)电(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和发射极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之间加上规定(ding)反向电(dian)压uce的集(ji)电(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)电(dian)流。Jceo约(yue)是Jcbo的β倍，即(ji)Iceo（1+β）Jcbo。

Icbo,和Iceo温度影(ying)响极(ji)大，它(ta)们是衡量双极(ji)型晶(jing)体管热稳定性的(de)重要(yao)参数(shu)，其值(zhi)越(yue)小(xiao)，双极(ji)型晶(jing)体管的(de)性能越(yue)稳定。小(xiao)功率锗(zhe)管的(de)Icbo比(bi)硅管大。

(3)发(fa)射(she)极(ji)—基极(ji)反向电流(liu)Jcbo：集电极(ji)开路时，在(zai)发(fa)射(she)极(ji)与基极(ji)之(zhi)间加(jia)L规定的(de)反向电压时发(fa)射(she)极(ji)的(de)电流(liu)，它实际上(shang)是发(fa)射(she)结(jie)的(de)反向饱和(he)电流(liu)。

(4)直流(liu)(liu)电(dian)流(liu)(liu)放(fang)大系(xi)数(shu)β1（或hFE）：这是(shi)指共(gong)发射(she)极接法，没有交流(liu)(liu)信号输入时，集(ji)电(dian)极输出的(de)直流(liu)(liu)电(dian)流(liu)(liu)与基极输入的(de)直流(liu)(liu)电(dian)流(liu)(liu)的(de)比值，即β1，=Ic/b.

3)交流参数

(1)交流(liu)电(dian)(dian)流(liu)放(fang)(fang)大(da)系数(shu)卢：这是指共发(fa)射(she)极接(jie)法时(shi)，集电(dian)(dian)极输出(chu)电(dian)(dian)流(liu)的(de)变(bian)化量△lc与基极输入(ru)电(dian)(dian)流(liu)的(de)变(bian)化量△Ib之(zhi)比，即β=△Ic／△Ib。一般晶体(ti)管的(de)β为10 - 200，如果(guo)β太小(xiao)，则(ze)电(dian)(dian)流(liu)放(fang)(fang)大(da)作用(yong)差；如果(guo)卢太大(da)，电(dian)(dian)流(liu)放(fang)(fang)大(da)作用(yong)虽然大(da)，但性能(neng)往往不稳定。

(2)共基极交(jiao)流放大系数d（或hfb）：这是指共基极接(jie)法时，集电极输出(chu)电流的变(bian)化(hua)量△le与发射(she)极电流的变(bian)化(hua)量△Ie之比(bi)，即a=△Ie／△Ie，因(yin)为△Ie<△Ie，故a<1。高频(pin)晶体的o>o．9就(jiu)可以(yi)使用(yong)。a与β之间的关系为

a=β/(1+β）

β=a/(l -a)≈1／(1-a)

(3)截(jie)LL频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)fβ、fa：fβ是共发射极(ji)(ji)的(de)(de)截(jie)止频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)，是当(dang)β下(xia)降到(dao)低频(pin)(pin)(pin)时(shi)的(de)(de)70. 7%的(de)(de)率(lv)(lv)(lv)；fo是共基(ji)极(ji)(ji)的(de)(de)截(jie)止频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)，是当(dang)a下(xia)降到(dao)低频(pin)(pin)(pin)时(shi)的(de)(de)70. 7%的(de)(de)频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)。fβ、fa表明双极(ji)(ji)型体管(guan)赣率(lv)(lv)(lv)特性的(de)(de)重要参数(shu)，它们之间的(de)(de)关系为

fa≈(1-a)fa

(4)特征频率(lv)fr：fr是(shi)当下降到1时，全面反映双(shuang)极型晶体管的(de)高频放大性能的(de)重要参数

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