半导体器件原理-第三章.4探讨.ppt

* §3-4 晶体管的反向特性 当发射极开路时，IE = 0 ，但这并不意味VBE = 0 。那么VBE 应当为多少呢？根据边界条件知，当VBC 0 时，在基区中靠近集电结的一侧，有： 1、浮空电势 基区中的部分少子电子被集电结上的反偏扫入集电区，但因 IE = 0 ，基区少子得不到补充，使在靠近发射结一侧，有：np(0) npo ，根据边界条件，这说明发射结上存在一个反向电压，这就是 浮空电势 。 已知 NPN 管的共基极电流-电压方程为： (1) (2) 将 IE = 0 代入方程 ① ， 得： 考虑到 VBC 0 以及互易关系 ，得： 于是从上式可解得浮空电势为： 例： 2、共基极接法中的雪崩倍增效应和击穿电压 已知 PN 结的雪崩倍增因子 M 可以表示为： 它表示进入势垒区的原始电流经雪崩倍增后放大的倍数。 在工程实际中常用下面的经验公式来表示当已知击穿电压时 M 与外加电压之间的关系： 当｜V｜= 0 时，M = 1 ; 当｜V｜→ VB 时，M → ∞ 。 锗PN 结: 硅PN 结: S = 6 (PN+) S = 3 (P+N) S = 2 (PN+) S = 4 (P+N) 对于晶体管，在共基极接法的放大区中， ， 当发生雪崩倍增效应时， 成为： 上式中， ， ，分别为计入雪崩倍增 效应后的放大系数与反向截止电流。 定义：将发射极开路时，使 I’CBO → ∞ 时的｜VBC｜称为共基极集电结雪崩击穿电压 ，记为BVCBO 。 显然，当｜VBC｜ → VB 时，M → ∞, I’CBO → ∞ ，所以BVCBO = VB 。 雪崩击穿对共基极输出特性曲线的影响： 3、共发射极接法中的雪崩倍增效应和击穿电压 在共发射极接法的放大区中，有： 当发生雪崩倍增效应时，IC 成为： 上式中， 分别为计入雪崩倍增效应后的放大系数与穿透电流。 可见雪崩倍增对 β 与ICEO 的影响要比对 α 与ICBO 的影响大得多。或者说，雪崩倍增对共发射极接法的影响要比对共基极接法的影响大得多。 定义：将基极开路时，使 I’CEO → ∞ 时的 VCE 称为集电极－发射极击穿电压，记为：BVCEO 。 BVCEO 与 BVCBO 的关系： 当 时，即 时， ，将此关系 即： 代入M 中，得： 在击穿的起始阶段电流还很小， 在小电流下变小，使满足击穿条件 的 M 值较大，击穿电压 BVCEO 也就较高。随着电流的增大， 恢复到正常值，使满足 的M值减小，击穿电压也随之下降到与正常的 与 值相对应的 ，使曲线的击穿点向左移动，形成一段负阻区。当出现负阻区时，上式应该改为： 曲线中有时会出现一段 负阻区。图中， VSUS 称为维持电压。 原因： ICEO BVCEO VCE VSUS IC 0 负阻区 4、发射极与基极间接有一定外电路时的反向电流 （本小节内容请同学们自学。） 雪崩击穿对共发射极输出特性曲线的影响： 晶体管的各种偏置条件 测试BVCES的电路示意图 BVCES 基极对发射极短路时的C-E间的击穿电压 BVCER基极接有电阻RB时的C-E间的击穿电压 BVCEX基极接有反向偏压时的C-E间的击穿电压 各种击穿电压的大小关系 BVCEO BVCER BVCEX BVCES BVCBO *