由兩個(gè)背靠背PN結(jié)構(gòu)成的以獲得電壓、電流或信號(hào)增益的晶體三極管。起源于1948年發(fā)明的點(diǎn)接觸晶體三極管,50年代初發(fā)展成結(jié)型三極管即現(xiàn)在所稱的雙極型晶體管。雙極型晶體管有兩種基本結(jié)構(gòu):PNP型和NPN型。在這3層半導(dǎo)體中,中間一層稱基區(qū),外側(cè)兩層分別稱發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。當(dāng)基區(qū)注入少量電流時(shí),在發(fā)射區(qū)和集電區(qū)之間就會(huì)形成較大的電流,這就是晶體管的放大效應(yīng)。
特點(diǎn)
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(fā)射結(jié)壓降uBE之間的關(guān)系稱為輸入伏安特性,可表示為: 硅管的開啟電壓約為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(shí),集電極電流iC與管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系可表示為:
雙極型晶體管輸出特性可分為三個(gè)區(qū)
★截止區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反向偏置。IE@0,IC@0,UCE@EC,管子失去放大能力。如果把三極管當(dāng)作一個(gè)開關(guān),這個(gè)狀態(tài)相當(dāng)于斷開狀態(tài)。
★飽和區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置。在飽和區(qū)IC不受IB的控制,管子失去放大作用,UCE@0,IC=EC/RC,把三極管當(dāng)作一個(gè)開關(guān),這時(shí)開關(guān)處于閉合狀態(tài)。
★放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
放大區(qū)的特點(diǎn)是:
◆IC受IB的控制,與UCE的大小幾乎無(wú)關(guān)。因此三極管是一個(gè)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(duì)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系數(shù)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(shí)的IC就是穿透電流ICEO。
◆在放大區(qū)電流電壓關(guān)系為:UCE=EC-ICRC, IC=βIB
◆在放大區(qū)管子可等效為一個(gè)可變直流電阻。極間反向電流:是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。
。集電極-基極反向飽和電流ICBO :是集電結(jié)的反向電流。
集電極-發(fā)射極反向飽和電流ICEO :它是穿透電流。
ICEO與CBO的關(guān)系:
特征頻率 :由于晶體管中PN結(jié)結(jié)電容的存在,晶體管的交流電流放大系數(shù)會(huì)隨工作頻率的升高而下降,當(dāng) 的數(shù)值下降到1時(shí)的信號(hào)頻率稱為特征頻率 。
雙極型晶體管極限參數(shù)
★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(shí)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:晶體管的某一電極開路時(shí),另外兩個(gè)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(guò)此值的管子會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象。溫度升高時(shí),擊穿電壓要下降。