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《半导体器件》 单元三 双极型晶体管 小结 讲授教师：马 颖 一、晶体管的概述 一、晶体管的概述 一、晶体管的概述 二、晶体管的反向电流 关于反向电流ICB0 与IEB0 的特点 锗晶体管的反向电流主要是反向扩散电流（少子电流） 硅晶体管的反向电流主要是势垒区的产生电流（多子电流） 引起反向电流过大的原因往往是表面漏电流太大。因此，在生产过程中，搞好表面清洁处理及工艺规范是减小反向电流的关键。 ICEO= ,减小ICEO的方法： 三、晶体管的击穿电压 BVEB0的大小由发射结的雪崩击穿电压决定， BVCB0的大小由集电结的雪崩击穿电压决定 BVCE0与BVCB0之间满足关系： 对于NPN的Si管，n=4，PNP的Ge管n=6 什么是负阻击穿现象？ 当VCE达到BVCE0时发生击穿，击穿 后电流上升，电压却反而降低。 四、晶体管的基极电阻 基极电阻对直流运用没有影响，对交流运用主要影响晶体管的功率特性和频率特性，设计时要减小基极电阻。 基极电阻的两种典型图形是：梳状和圆形晶体管的基极电阻。 减小基极电阻的途径 一、晶体管的频率特性 当频率升高时，晶体管的结电容变大，使晶体管的放大能力下降。 请列出4个主要的高频参数 截止频率、特征频率 高频功率增益、最高振荡频率 f α称为共基极截止频率，反映了电流放大系数α的幅值|α|随频率上升而下降的快慢。 f α表示共基极短路电流放大系数的幅值|α|下降到低频值α0的 时的频率。或者说是|α|比低频α0下降 3 dB时的频率。 一、晶体管的频率特性 f β称为共发射极截止频率表示共基极短路电流放大系数的幅值|β|下降到低频值β0的 时的频率。或者说是|β|比低频β0下降 3 dB时的频率。 f T称为特征频率表示共射短路电流放大系数的幅值下降到|β|=1时的频率。是晶体管在共射运用中具有电流放大作用的频率极限。 几个频率参数间的关系 f m称为最高振荡频率，表示最佳功率增益GPm= 1 时的频率，是晶体管具有功率增益的频率极限。 频率增高，发射结电容分流电流iCTe增大，导致交流发射效率γ下降。 频率越高，基区扩散电容分流电流iCDe越大，基区输运系数β*也随着频率的升高而下降。 频率越高，位移电流越大，使集电结空间电荷区输运系数βd随着频率增高而下降。 高频时，共基极交流短路电流放大系数 α= 交流放大系数 α= ，说明α是一个复数，其幅值随着频率的升高而下降，相位差随着频率的升高而增大。 α截止频率fα= 。 τe为发射极延迟时间 τb对发射结处，基区侧扩散电容CDe的充电延迟时间。 τc集电极延迟时间 τd 为集电结空间电荷区延迟时间 m 为超相移因子（剩余相因子）。 交流放大系数 β= ，说明β是一个复数，其幅值随着频率的升高而下降，相位差随着频率的升高而增大。 β截止频率fβ= 。 τe0为载流子从发射极到集电极总的传输延迟时间 fβ与fα的关系： 可以看出 。 说明：共射短路电流放大系数β比共基短路电流放大系数α下降更快。 因此，共基电路比共射电路频带更宽。 晶体管的特征频率fT= 。 提高特征频率的途径有哪些？ 二、 晶体管高频等效电路 三、高频功率增益和最高振荡频率 功率增益表示晶体管对功率的放大能力。等于输出功率和输入功率的比值。 最佳功率增益GPm指信号源所供给的最大功率与晶体管向负载输出的最大功率之比，即是输入输出阻抗各自匹配时的功率增益。 最高振荡频率是最佳功率增益GPm=1时的频率，它是晶体管真正具有功率放大能力的频率限制。 高频优值又称增益-带宽乘积，反映了晶体管的功率和频率性能，而且只与晶体管本身的参数有关。 三、高频功率增益和最高振荡频率 提高功率增益的途径 四、晶体管的大电流特性 集电极最大电流IcM指共发射极直流短路电流放大系数下降到其最大值βM的一半时所对应的集电极电流 。 要提高晶体管的输出功率就必须提高集电极最大电流ICM。 提高工作电流的唯一方法是增加电流密度。 大电流工作时产生的三个效应。 基区电导调制效应 有效基区宽度扩展效应[kirk（克而克）效应] 发射极电流集边效应又称为基区电阻自偏压效应 四、晶体管的大电流特性 四、晶体管的大电流特性 五、晶体管的最大耗散功率和热阻 晶体管的功率主要耗散在集电结上。 热阻表示晶体管散热能力的大小，等于任意两点间的温差与其热流之比。 热阻分为稳态热阻（直流工作状态下的热阻RT）和瞬态热阻（在开关和脉冲电路中，随时间变化的晶体管的热阻 R