半導(dǎo)體三極管的參數(shù)有哪些?

半導(dǎo)體三極管的極限參數(shù)介紹

　各種電子元器件都有一個(gè)使用極限值要求，對(duì)于半導(dǎo)體三極管來講，它的主要極限參數(shù)有以下幾個(gè)。
(1)集電極最大允許電流ICM

　　半導(dǎo)體三極管允許通過的最大電流即為ICM。當(dāng)集電極電流IC增大到一定程度時(shí)，β值便會(huì)明顯下降，這時(shí)三極管不至于燒壞，但已不宜使用。因此，規(guī)定尸值下降到額定值的2/3時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極電流為集電極最大電流ICM。

　　(2)集電極最大允許耗散功率PCM

　　集電極耗散功率實(shí)際上是集電極電流IC和集電極電壓UCE的乘積。在使用三極管時(shí)，實(shí)際功耗不允許超過PcM，還應(yīng)留有較大的余量。耗散功率會(huì)引起三極管發(fā)熱，使結(jié)溫升高。如果集電極的耗散功率過大，將會(huì)使集電結(jié)的溫度超過允許值而被燒壞。為了提高PCM的數(shù)值，大功率三極管都要求加裝散熱片，此時(shí)手冊(cè)中給出的大功率三極管的PCM是指帶有散熱片時(shí)的數(shù)值。

??? (3)集電極一發(fā)射極反向擊穿電壓BVceo(Vceo)

　　BVceo是指三極管基極開路時(shí)，加在集電極C和發(fā)射極E之間的最大允許電壓。使用不當(dāng)時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致三極管擊穿而損壞。

　　(4)集電極一基極反向擊穿電壓BVcbo(Vcbo)

　　BVcbo是指三極管發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)的反向最大電壓。使用時(shí)，集電極與基極間的反向電壓不允許超過此值的規(guī)定。

??? (5)發(fā)射極一基極反向擊穿電壓BVebo(Vebo)

　　BVebo是指三極管集電極開路時(shí)，發(fā)射結(jié)的反向最大電壓。使用時(shí)，發(fā)射結(jié)承受的反向電壓不應(yīng)超過此值的規(guī)定。

半導(dǎo)體三極管的參數(shù)

半導(dǎo)體三極管的參數(shù)分為直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)三大類。

(1) 直流參數(shù)

1）直流電流放大系數(shù)

在放大區(qū)基本不變。在共發(fā)射極輸出特性曲線上，通過垂直于X軸的直線(vCE=const)來求取IC / IB ，如圖3所示。在IC較小時(shí)和IC較大時(shí)，會(huì)有所減小，這一關(guān)系見圖4。

2）極間反向電流

①集電極-基極間反向飽和電流ICBO

ICBO的下標(biāo)CB代表集電極和基極，O是Open的字頭，代表第三個(gè)電極E開路。它相當(dāng)于集電結(jié)的反向飽和電流。

②集電極-發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO和ICBO有如下關(guān)系:

相當(dāng)基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極間的反向飽和電流，即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對(duì)應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值，如圖5所示。

(2) 交流參數(shù)

1）交流電流放大系數(shù)

①共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β

在放大區(qū)，β值基本不變，可在共射接法輸出特性曲線上，通過垂直于X軸的直線求取△IC/△IB?；蛟趫D02.08上通過求某一點(diǎn)的斜率得到β。具體方法如圖6所示

2）特征頻率fT

三極管的β值不僅與工作電流有關(guān)，而且與工作頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的影響，當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí)，三極管的β將會(huì)下降。當(dāng)β下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率，用fT表示。

(3) 極限參數(shù)

1）集電極最大允許電流ICM

如圖02.08所示，當(dāng)集電極電流增加時(shí)，β 就要下降，當(dāng)β值下降到線性放大區(qū)β值的70～30％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。至于β值下降多少，不同型號(hào)的三極管，不同的廠家的規(guī)定有所差別?？梢姡?dāng)IC＞ICM時(shí)，并不表示三極管會(huì)損壞。

2）集電極最大允許功率損耗PCM

集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗， PCM= ICVCB≈ICVCE，因發(fā)射結(jié)正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結(jié)上。在計(jì)算時(shí)往往用VCE取代VCB。

3）反向擊穿電壓

反向擊穿電壓表示三極管電極間承受反向電壓的能力，其測(cè)試時(shí)的原理電路如圖7所示。

①V(BR)CBO--發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)擊穿電壓。下標(biāo)BR代表擊穿之意，是Breakdown的字頭，C、B代表集電極和基極，O代表第三個(gè)電極E開路。

②V(BR)EBO--集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。

③V(BR)CEO--基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。

對(duì)于V(BR)CER表示BE間接有電阻，V(BR)CES表示BE間是短路的。幾個(gè)擊穿電壓在大小上有如下關(guān)系：

V(BR)CBO≈V(BR)CES＞V(BR)CER＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO

由最大集電極功率損耗PCM、ICM和擊穿電壓V(BR)CEO，在輸出特性曲線上還可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)，見圖8。

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半導(dǎo)體三極管的技術(shù)參數(shù)

半導(dǎo)體三極管除了特性曲線可以表示其特性外，還要用一些技術(shù)參數(shù)，而且兩者可以互相補(bǔ)充，以利于合理地選用半導(dǎo)體三極管。在半導(dǎo)體三極管手冊(cè)中可以看到以下一些常用的主要技術(shù)參數(shù)。

1.共發(fā)射極電流放大系數(shù)β
在共發(fā)射極電路中，在一定的集電極電壓UCE下，集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB，的比值稱為電流放大系數(shù)β，即

由于β反映了變化量之比，在放大電路中變化量實(shí)際上是交流信號(hào)，因此把β值稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)hFE 。有時(shí)手冊(cè)中會(huì)給出直流電流放大系數(shù)hFE ， 它是集電極直流電流IC與基極直流電流IB之比，即

β值的標(biāo)志方法有兩種，即色標(biāo)法和字母法。色標(biāo)法使用得較早，通常將顏色涂在三極管的頂部，用不同的顏色來表示管子β值的大小。國(guó)產(chǎn)小功率管色標(biāo)顏色與β值的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表15-3 所示。

2. 共基極電流放大系數(shù)α
在共基極電路中，在一定的集電極與基極電壓UCB下，集電極電流的變化量△IC與發(fā)射極電流變化量△IE的比值稱為電流放大系數(shù)α ，即

3. 半導(dǎo)體三極管的頻率特性參數(shù)
半導(dǎo)體三極管用于交流放大時(shí)，電流放大系數(shù)與頻率有關(guān)。當(dāng)三極管工作頻率較低時(shí)，hFE值變化不大，但三極管用于高頻電路時(shí)，電流放大系數(shù)將會(huì)隨著工作頻率的升高而不斷減小，這時(shí)就需要考慮頻率特性參數(shù)了。頻率特性參數(shù)主要有以下幾個(gè)。

(?1 )共基極截止頻率fa
共基極截止頻率又叫α 截止頻率。在共基極電路中，電流放大系數(shù)α 值在工作頻率較低時(shí)基本上為一常數(shù)。當(dāng)工作頻率f>fa以后，電流放大系數(shù)α 隨頻率的升高而下降，當(dāng)α值下降到αo(共基極放大器最低頻率時(shí)的電流放大系數(shù))的時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率便是fa 。

(2) 共發(fā)射極截止頻率fβ
共發(fā)射極截止頻率又稱β截止頻率。它與fa的定義相似，在共發(fā)射極電路里，電流放大系數(shù)β值在降低到βo的 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率便是fβ，如圖15-7 所示。fβ和fa有下列關(guān)系:

在實(shí)際工作中，工作頻率f 等于fa或fβ時(shí)，并不等于半導(dǎo)體三極管就截止不工作了，它仍有相當(dāng)?shù)墓ぷ髂芰?。其?guī)律是f=fa或f=fβ時(shí)， α= 0.707αo或β= 0.707βo;當(dāng)f=fa或f=fβ時(shí)， α= 0.5αo或β= 0.5βo。但在電路設(shè)計(jì)中選用三極管時(shí)，若電路的工作頻率較高，應(yīng)盡量選用fa 或fβ值大的三極管。

(3)特征頻率fT
當(dāng)工作頻率超過截止頻率fβ以后，β值開始下降，當(dāng)β值下降為1時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率叫做特征頻率fT如圖15-7 所示。

當(dāng)工作頻率f =fT時(shí)，半導(dǎo)體三極管就完全失去了電流放大功能。由于f·β=常數(shù)，有時(shí)稱fT為增益帶寬乘積。例如:在頻率為5MHz 時(shí)，測(cè)得某三極管的β值為6 ，則該三極管的特征頻率fT為

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(4) 最高振蕩頻率fM
最高振蕩頻率的定義為:當(dāng)半導(dǎo)體三極管的功率增益等于1時(shí)的頻率稱為半導(dǎo)體三極管的最高振蕩頻率fM。當(dāng)工作頻率大于fM時(shí)，三極管不能得到功率放大;當(dāng)工作頻率低于fM時(shí)，三極管可獲得功率放大。可見fM 是半導(dǎo)體三極管的一個(gè)重要參數(shù)。在一般情況下，要使三極管工作穩(wěn)定，又有一定的功放作用，三極管的實(shí)際工作頻率應(yīng)為(1/3 - 1/4)fM 。

4 半導(dǎo)體三極管極間的反向電流
半導(dǎo)體三極管極間的反向電流指的是集電極一基極間反向電流ICBO 和集電極一發(fā)射極間反向電流ICEO。ICEO使用得較多，它是指三極管基極開路時(shí)，集電極C和發(fā)射極E之間的反向電流，又稱為穿透電流或反向擊穿電流。小功率錯(cuò)三極管的ICEO 較大，通常在500μA 以下，硅三極管的ICEO都很小，通常在1μA 以下，同一個(gè)三極管的ICEO比ICBO大得多，且隨溫度的升高而急劇增加，因此這個(gè)參數(shù)是衡量三極管穩(wěn)定性好壞的重要參數(shù)之一。

5. 半導(dǎo)體三極管的極限參數(shù)
各種電子元器件都有一個(gè)使用極限值要求，對(duì)于半導(dǎo)體三極管來講，它的主要極限參數(shù)有以下幾個(gè)。
(1)集電極最大允許電流ICM
半導(dǎo)體三極管允許通過的最大電流即為ICM 。當(dāng)集電極電流IC增大到一定程度時(shí)，β值便會(huì)明顯下降，這時(shí)三極管不至于燒壞，但已不宜使用。因此，規(guī)定β值下降到額定值的2/3 時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極電流為集電極最大電流ICM。

(2) 集電極最大允許耗散功率PCM
集電極耗散功率實(shí)際上是集電極電流IC和集電極電壓UCE的乘積。在使用三極管時(shí)，實(shí)際功耗不允許超過PCM還應(yīng)留有較大的余量。耗散功率會(huì)引起三極管發(fā)熱，使結(jié)溫升高。如果集電極的耗散功率過大，將會(huì)使集電結(jié)的溫度超過允許值而被燒壞。為了提高PCM的數(shù)值，大功率三極管都要求加裝散熱片，此時(shí)手冊(cè)中給出的大功率三極管的PCM是指帶有散熱片時(shí)的數(shù)值。

(3)集電極一發(fā)射極反向擊穿電壓BVCEO ( VCEO )
BVCEO是指三極管基極開路時(shí)，加在集電極C 和發(fā)射極E 之間的最大允許電壓。使用時(shí)，若｜VCE｜ > BVCEO。則會(huì)導(dǎo)致三極管擊穿而損壞。
(4) 集電極一基極反向擊穿電壓BVCBO ( VCBO )
BVCBO是指三極管發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)的反向最大電壓。使用時(shí)，集電極與基極間的反向電壓不允許超過此值的規(guī)定。
(5) 發(fā)射極基極反向擊穿電壓BVCEO( VCEO)
BVEBO是指三極管集電極開路時(shí)，發(fā)射結(jié)的反向最大電壓。使用時(shí)，發(fā)射結(jié)承受的反向電壓不應(yīng)超過此值的規(guī)定.