雙極性晶體管.docx

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1、BJT擊穿電壓目錄1基本概念2三個擊穿電壓的有關(guān)因素1.2.1①BVebo2.2.2②BVcbo3.2.3③BVceo3共發(fā)射極組態(tài)的擊穿電壓的說明1基本概念BJT（雙極型晶體管）的擊穿電壓，就是晶體管在工作中，反向輸出電流急劇增大時所對應(yīng)的反向電壓。因為BJT有三個電極，所以存在相應(yīng)的三個不同的擊穿電壓值：BVcbo，BVceo和BVebo；這三個擊穿電壓實際上也就是對應(yīng)于BJT的三個反向截止電流（Icbo，Iceo和Iebo）分別急劇增大時的電壓。2三個擊穿電壓的有關(guān)因素①BVebo這是集電極開路時、發(fā)射極與基極之間所

2、能承受的最高反向電壓，實際上也就是發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。因為發(fā)射結(jié)兩邊的摻雜濃度都較高，一般都可以近似為單邊突變結(jié)，則在雪崩擊穿機理起決定作用的情況下，擊穿電壓主要由低摻雜一邊——基區(qū)的摻雜濃度來決定。對于雙擴散平面晶體管，因為基區(qū)的摻雜濃度不均勻（表面高、里面低），則應(yīng)該選取基區(qū)擴散的表面雜質(zhì)濃度來確定擊穿電壓。降低基區(qū)摻雜濃度，則有利于提高BVebo。由于BJT的發(fā)射結(jié)通常都工作在正偏狀態(tài)，故對BVebo的要求通常并不高，同時基區(qū)的摻雜濃度也不能太低，所以BVebo一般是小于20V?！、贐Vcbo???這就是BJT共基極組

3、態(tài)的擊穿電壓，即發(fā)射結(jié)開路時、基極與集電極之間所能承受的最高反向電壓，實際上也就是集電結(jié)的擊穿電壓。這時反偏集電結(jié)的情況與單個p-n結(jié)的差不多，在雪崩擊穿機理起決定作用的情況下，因此也可以采用單邊突變結(jié)或者線性緩變結(jié)的關(guān)系來確定該擊穿電壓。對于合金晶體管，集電結(jié)可很好的近似為單邊突變結(jié)。但是，對于雙擴散平面晶體管，因為基區(qū)的摻雜濃度高于集電區(qū)，則BVcbo主要決定于集電區(qū)的摻雜濃度。然而，由于集電結(jié)不一定是典型的單邊突變結(jié)，則這時擊穿電壓的計算較為復(fù)雜。一般來說，當(dāng)集電結(jié)較淺時，可近似為單邊突變結(jié)，由集電區(qū)的摻雜濃度來確定

4、；而當(dāng)集電結(jié)較深時，可近似為線性緩變結(jié)，則這時的擊穿電壓將與摻雜濃度的梯度有關(guān)，于是BVcbo就需要根據(jù)線性緩變結(jié)的擊穿電壓關(guān)系來進(jìn)行計算，或者通過查閱有關(guān)的關(guān)系曲線來確定出BVcbo，這時減小摻雜濃度梯度，即可提高BVcbo。由于BJT工作時，集電結(jié)常常處于反偏狀態(tài)，故要求BVcbo較高；在大功率晶體管中，可高達(dá)數(shù)千伏?！、跙Vceo???這是共發(fā)射極組態(tài)的擊穿電壓，即基極開路時、集電極與發(fā)射極之間的擊穿電壓。由于在基極開路時，集電結(jié)是反偏、發(fā)射結(jié)是正偏的，即BJT處于放大狀態(tài)。則當(dāng)有集電結(jié)反向電流Icbo流過發(fā)射結(jié)時，

5、即被放大為[βIcbo]，從而這時輸出的集電極反向電流——穿透電流為[Icbo+βIcbo]，即比Icbo約大β倍。于是相應(yīng)的擊穿電壓BVceo也就比BVcbo低得多：BVceo=BVcbo/(1+β)1/n，其中常數(shù)n值，決定于高阻集電區(qū)的材料種類和型號：對Si/n-p-n管為4，對Si/p-n-p管為2；對Ge/n-p-n管為3，對Ge/p-n-p管為6?？梢姡篴)總有BVceo<

6、的擊穿電壓很類似）。b)為了提高BVceo，就必須提高BVcbo。c)在BVcbo一定時，因為BVceo的高低還與電流放大系數(shù)β有關(guān)（β越大，BVceo就越低），所以為了不讓BVceo太低，在應(yīng)用中BJT的β也不可選取得過大。3共發(fā)射極組態(tài)的擊穿電壓的說明①在實際測量BVceo時，有時發(fā)現(xiàn)會出現(xiàn)負(fù)阻型的擊穿特性曲線，即當(dāng)Vce增大到BVceo而發(fā)生擊穿后，電流上升，而電壓卻下降。這種負(fù)阻的產(chǎn)生與電流放大系數(shù)隨著Ic的增大而發(fā)生較大的變化有關(guān)。因為電流放大系數(shù)在小電流下是隨著Ic的增大而增大的，但當(dāng)電壓達(dá)到BVceo、Ic急

7、劇增加時，電流放大系數(shù)卻又隨著Ic的增大而下降，從而就出現(xiàn)了負(fù)阻特性。所以，對于那些電流放大系數(shù)隨著Ic變化不大的晶體管，就不一定出現(xiàn)這種負(fù)阻型擊穿特性。②對于實際應(yīng)用中的BJT共發(fā)射極組態(tài)，往往在其輸入端加有不同的偏置條件，則不同的偏置情況即對應(yīng)有高低不同的反向截止電流和相應(yīng)的擊穿電壓?；鶚O開路的狀況就對應(yīng)于上述的擊穿電壓BVceo，如果基極-發(fā)射極短路的狀況所對應(yīng)的擊穿電壓為BVces、基極-發(fā)射極之間接有電阻Rb的狀況所對應(yīng)的擊穿電壓為BVcer、基極-發(fā)射極之間接有反向偏置電源的狀況所對應(yīng)于擊穿電壓為BVcex，基

8、極-發(fā)射極之間接有正向偏置電源的狀況所對應(yīng)于擊穿電壓為BVcez，則這些擊穿電壓之間的大小關(guān)系為：?BVcez