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晶體管是什麽?

什麽是晶體管及其種類與參數?

晶體管是半導體三極管中應用最廣泛的器件之壹,在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號為“Q”、“GB”等)表示。

晶體管是內部含有兩個PN結,外部通常為三個引出電極的半導體器件。它對電信號有放大和開關等作用,應用十分廣泛。

壹、晶體管的種類

晶體管有多種分類方法。

(壹)按半導體材料和極性分類

按晶體管使用的半導體材料可分為矽材料晶體管和鍺材料晶體管管。按晶體管的極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、矽NPN型晶體管和矽PNP型晶體管。

(二)按結構及制造工藝分類

晶體管按其結構及制造工藝可分為擴散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。

(三)按電流容量分類

晶體管按電流容量可分為小功率晶體管、中功率晶體管和大功率晶體管。

(四)按工作頻率分類

晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等。

(五)按封裝結構分類

晶體管按封裝結構可分為金屬封裝(簡稱金封)晶體管、塑料封裝(簡稱塑封)晶體管、玻璃殼封裝(簡稱玻封)晶體管、表面封裝(片狀)晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。

(六)按功能和用途分類

晶體管按功能和用途可分為低噪聲放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開關晶體管、達林頓晶體管、高反壓晶體管、帶阻晶體管、帶阻尼晶體管、微波晶體管、光敏晶體管和磁敏晶體管等多種類型。

二、晶體管的主要參數

晶體管的主要參數有電流放大系數、耗散功率、頻率特性、集電極最大電流、最大反向電壓、反向電流等。

(壹)電流放大系數

電流放大系數也稱電流放大倍數,用來表示晶體管放大能力。

根據晶體管工作狀態的不同,電流放大系數又分為直流電流放大系數和交流電流放大系數。

1.直流電流放大系數 直流電流放大系數也稱靜態電流放大系數或直流放大倍數,是指在靜態無變化信號輸入時,晶體管集電極電流IC與基極電流IB的比值,壹般用hFE或β表示。

2.交流電流放大系數 交流電流放大系數也稱動態電流放大系數或交流放大倍數,是指在交流狀態下,晶體管集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB的比值,壹般用hfe或β表示。

hFE或β既有區別又關系密切,兩個參數值在低頻時較接近,在高頻時有壹些差異。

(二)耗散功率

耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM,是指晶體管參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。

耗散功率與晶體管的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關系。晶體管在使用時,其實際功耗不允許超過PCM值,否則會造成晶體管因過載而損壞。

通常將耗散功率PCM小於1W的晶體管稱為小功率晶體管,PCM等於或大於1W、小於5W的晶體管被稱為中功率晶體管,將PCM等於或大於5W的晶體管稱為大功率晶體管。

(三)頻率特性

晶體管的電流放大系數與工作頻率有關。若晶體管超過了其工作頻率範圍,則會出現放大能力減弱甚至失去放大作用。

晶體管的頻率特性參數主要包括特征頻率fT和最高振蕩頻率fM等。

1.特征頻率fT 晶體管的工作頻率超過截止頻率fβ或fα時,其電流放大系數β值將隨著頻率的升高而下降。特征頻率是指β值降為1時晶體管的工作頻率。

通常將特征頻率fT小於或等於3MHZ的晶體管稱為低頻管,將fT大於或等於30MHZ的晶體管稱為高頻管,將fT大於3MHZ、小於30MHZ的晶體管稱為中頻管。

2.最高振蕩頻率fM 最高振蕩頻率是指晶體管的功率增益降為1時所對應的頻率。

通常,高頻晶體管的最高振蕩頻率低於***基極截止頻率fα,而特征頻率fT則高於***基極截止頻率fα、低於***集電極截止頻率fβ。

(四)集電極最大電流ICM

集電極最大電流是指晶體管集電極所允許通過的最大電流。當晶體管的集電極電流IC超過ICM時,晶體管的β值等參數將發生明顯變化,影響其正常工作,甚至還會損壞。

(五)最大反向電壓

最大反向電壓是指晶體管在工作時所允許施加的最高工作電壓。它包括集電極—發射極反向擊穿電壓、集電極—基極反向擊穿電壓和發射極—基極反向擊穿電壓。

1.集電極—發射極反向擊穿電壓 該電壓是指當晶體管基極開路時,其集電極與發射極之間的最大允許反向電壓,壹般用VCEO或BVCEO表示。

2.集電極—基極反向擊穿電壓 該電壓是指當晶體管發射極開路時,其集電極與基極之間的最大允許反向電壓,用VCBO或BVCBO表示。

3.發射極—基極反向擊穿電壓 該電壓是指當晶體管的集電極開路時,其發射極與基極與之間的最大允許反向電壓,用VEBO或BVEBO表示。

(六)反向電流

晶體管的反向電流包括其集電極—基極之間的反向電流ICBO和集電極—發射極之間的反向擊穿電流ICEO。

1.集電極—基極之間的反向電流ICBO ICBO也稱集電結反向漏電電流,是指當晶體管的發射極開路時,集電極與基極之間的反向電流。ICBO對溫度較敏感,該值越小,說明晶體管的溫度特性越好。

2.集電極—發射極之間的反向擊穿電流ICEO ICEO是指當晶體管的基極開路時,其集電極與發射極之間的反向漏電電流,也稱穿透電流。此電流值越小,說明晶體管的性能越好。