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1、晶体管小结第1页，本讲稿共34页第第 3 章章晶体管的直流特性晶体管的直流特性 3.1 3.1 概述概述 掌握晶体管的基本结构及分类 熟悉晶体管杂质分布特点 熟悉晶体管载流子浓度分布特点 掌握晶体管的直流放大系数及特性曲线3.2 3.2 平面晶体管的电流放大系数及影响电流放大系数的原因（略）平面晶体管的电流放大系数及影响电流放大系数的原因（略）3.3 3.3 晶体管的反向电流晶体管的反向电流 了解各反向电流的特点3.4 3.4 晶体管的击穿电压晶体管的击穿电压 了解各击穿电压的特点3.5 3.5 晶体管的基极电阻晶体管的基极电阻 了解基极电阻的危害，及其减小方法第2页，本讲稿共34页一、晶体管
2、的概述一、晶体管的概述简述晶体管的结构、基本形式简述晶体管的结构、基本形式掌握晶体管掌握晶体管2种基本形式的图形符号种基本形式的图形符号晶体管按制作工艺和管芯结构形式分类晶体管按制作工艺和管芯结构形式分类晶体管基区杂质分布的两种形式晶体管基区杂质分布的两种形式均匀分布（如合金管），称为均匀分布（如合金管），称为均匀均匀基区晶体管基区晶体管。均匀基。均匀基区晶体管中，载流子在基区内的传输主要靠区晶体管中，载流子在基区内的传输主要靠扩散扩散进行，故又称进行，故又称为为扩散扩散型晶体管型晶体管。基区杂质是缓变的（如平面管），称为基区杂质是缓变的（如平面管），称为缓变缓变基区晶体管基区晶体管。这。这类
3、晶体管的基区往往以类晶体管的基区往往以漂移漂移运动为主。所以又称为运动为主。所以又称为漂移漂移型晶型晶体管体管。第3页，本讲稿共34页一、晶体管的概述一、晶体管的概述晶体管的共基极直流放大系数晶体管的共基极直流放大系数=*如何提高发射效率？如何提高发射效率？如何提高基区输运系数？如何提高基区输运系数？直流电流放大系数表示放大电流的能力直流电流放大系数表示放大电流的能力,等于等于输出电输出电流流与与输入电流输入电流之比之比 提高提高*的主要措施是的主要措施是减薄基区宽度减薄基区宽度W WB B，使基区宽度，使基区宽度远小于少子在基区的扩散长度远小于少子在基区的扩散长度L LnBnB，即，即W W
4、B B远小于远小于L LnBnB。发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多 发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多 提高发射效率的方法是使提高发射效率的方法是使发射区杂质浓度比基区杂质发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多浓度高得多 第4页，本讲稿共34页一、晶体管的概述一、晶体管的概述晶体管具有放大能力需具备哪些条件？晶体管具有放大能力需具备哪些条件？（1 1）发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多，即，即N NE E远大于远大于N NB B，以保证发射效率，以保证发射效率11；（2 2）基区宽度基区宽度W
5、WB B远小于远小于L LnBnB，保证基区输运系数，保证基区输运系数*11；（3 3）发射结必须正偏发射结必须正偏，使，使r re e很小；很小；集电结反偏集电结反偏，使，使r rc c很大，很大，r rc c远大于远大于r re e。晶体管的共基极与共发射极直流放大系数之间晶体管的共基极与共发射极直流放大系数之间的关系的关系第5页，本讲稿共34页二、晶体管的反向电流二、晶体管的反向电流关于反向电流关于反向电流I ICB0CB0 与与I IEB0EB0 的特点的特点锗锗晶体管的反向电流主要是晶体管的反向电流主要是反向扩散反向扩散电流（电流（少少子子电流）电流）硅硅晶体管的反向电流主要是晶体管
6、的反向电流主要是势垒区的产生势垒区的产生电流（电流（多多子子电流）电流）引起反向电流过大的原因往往是引起反向电流过大的原因往往是表面漏表面漏电流太大。因此，在生电流太大。因此，在生产过程中，搞好产过程中，搞好表面清洁处理表面清洁处理及及工艺规范工艺规范是减小反向电流的关键。是减小反向电流的关键。I ICEOCEO=,=,减小减小I ICEOCEO的方法：的方法：要减小要减小ICE0，必须减小，必须减小ICB0。电流放大系数电流放大系数不要追求过高。不要追求过高。第6页，本讲稿共34页BVBVEB0EB0的大小由的大小由发射发射结的结的雪崩雪崩击穿电压决定，击穿电压决定，BVBVCB0CB0的大
7、的大小由小由集电集电结的结的雪崩雪崩击穿电压决定击穿电压决定BVBVCE0CE0与与BVBVCB0CB0之间满足关系：之间满足关系：对于对于NPNNPN的的SiSi管，管，n=n=4 4，PNPPNP的的GeGe管管n=n=6 6 什么是负阻击穿现象？什么是负阻击穿现象？当当V VCECE达到达到BVBVCE0CE0时发生击穿，击穿时发生击穿，击穿 后电流上升，电压却反而降低。后电流上升，电压却反而降低。三、晶体管的击穿电压三、晶体管的击穿电压第7页，本讲稿共34页基极电阻对基极电阻对直流直流运用没有影响，对运用没有影响，对交流交流运用主要影响晶运用主要影响晶体管的体管的功率功率特性和特性和频
8、率频率特性，设计时要特性，设计时要减小减小基极电阻。基极电阻。基极电阻的两种典型图形是：基极电阻的两种典型图形是：梳状梳状和和圆形圆形晶体管的基极电晶体管的基极电阻。阻。减小基极电阻的途径减小基极电阻的途径 四、晶体管的基极电阻四、晶体管的基极电阻在不影响晶体管发射效率的情况下，尽可能在不影响晶体管发射效率的情况下，尽可能提高基提高基区杂质浓度，减小方块电阻区杂质浓度，减小方块电阻R RBB；尽可能尽可能减小宽长比减小宽长比；发射极条尽可能多发射极条尽可能多，即，即n n大；大；做好欧姆接触做好欧姆接触，减小欧姆电阻，减小欧姆电阻R Rconcon。第8页，本讲稿共34页第第 4 章章晶体管的
9、频率特性晶体管的频率特性与功率特性与功率特性 4.1 晶体管的频率特性（理解3个频率的概念、提高特征频率的途径，掌握交流的公式及特点）4.2 高频等效电路 （理解3个参数及其特点）4.3 高频功率增益和最高振荡频率（理解最高功率增益、高频优值的概念、提高功率增益的途径）4.4 晶体管的大电流特性 （熟悉三个效应的机理）4.5 晶体管的最大耗散功率PCm和热阻RT（熟悉特点及分类）4.6 功率晶体管的二次击穿和安全工作区（掌握二次击穿的概念及其两个机理，理解安全工作区图形中各线条、区域表示的含义）第9页，本讲稿共34页一、晶体管的频率特性当频率升高时，晶体管的结电容当频率升高时，晶体管的结电容变
10、大变大，使晶体管的放大，使晶体管的放大能力能力下降下降。请列出请列出4 4个主要的高频参数个主要的高频参数 截止频率、特征频率截止频率、特征频率高频功率增益、最高振荡频率高频功率增益、最高振荡频率 f 称为称为共基极截止共基极截止频率，反映了电流放大系数频率，反映了电流放大系数的幅的幅值值|随频率上升而随频率上升而下降下降的快慢。的快慢。f 表示共基极短路电流放大系数的幅值表示共基极短路电流放大系数的幅值|下降到下降到低频值低频值0 0的的 时的频率。或者说是时的频率。或者说是|比低频比低频0 0下降下降 3 3 dBdB时的频率。时的频率。第10页，本讲稿共34页一、晶体管的频率特性f 称为
11、称为共发射极截止共发射极截止频率表示共基极短路电流放大频率表示共基极短路电流放大系数的幅值系数的幅值|下降到低频值下降到低频值0 0的的 时的频时的频率。或者说是率。或者说是|比低频比低频0 0下降下降 3 3 dBdB时的频率。时的频率。f T称为称为特征特征频率表示频率表示共射短路共射短路电流放大系数的幅值电流放大系数的幅值下降到下降到|=1|=1时的频率。时的频率。是晶体管在共是晶体管在共射射运用中运用中具具有电流放大作用有电流放大作用的频率极限。的频率极限。几个频率参数间的关系几个频率参数间的关系 f m称为称为最高振荡最高振荡频率，表示最佳功率增益频率，表示最佳功率增益G GPmPm
12、=1 1 时的频率，是晶体管时的频率，是晶体管具有功率增益具有功率增益的频率极限。的频率极限。第11页，本讲稿共34页频率增高，频率增高，发射结电容发射结电容分流电流分流电流iCTe增大增大，导致，导致交交流发射效率流发射效率下降下降。频率越高，频率越高，基区扩散电容基区扩散电容分流电流分流电流iCDe越大越大，基区输基区输运系数运系数*也随着频率的升高而也随着频率的升高而下降下降。频率越高，频率越高，位移位移电流电流越大越大，使，使集电结空间电荷区输集电结空间电荷区输运系数运系数d随着频率增高而随着频率增高而下降下降。高频时，共基极交流短路电流放大系数高频时，共基极交流短路电流放大系数 =一
13、、晶体管的频率特性第12页，本讲稿共34页交流放大系数交流放大系数 =，说明，说明是一个是一个复复数，其幅数，其幅值随着频率的升高而值随着频率的升高而下降下降，相位差随着频率的升高而，相位差随着频率的升高而增大增大。截止频率截止频率f f=。e e为为发射极延迟发射极延迟时间时间b b对发射结处，基区侧对发射结处，基区侧扩散电容扩散电容C CDeDe的充电延迟的充电延迟时间。时间。c c集电极延迟集电极延迟时间时间d d 为为集电结空间电荷区延迟集电结空间电荷区延迟时间时间m m 为为超相移因子超相移因子（剩余相因子剩余相因子）。）。一、晶体管的频率特性第13页，本讲稿共34页交流放大系数交流
14、放大系数 =，说明，说明是一个是一个复复数，其幅值随着数，其幅值随着频率的升高而频率的升高而下降下降，相位差随着频率的升高而，相位差随着频率的升高而增大增大。截止频率截止频率f f=。e0e0为为载流子从发射极到集电极总的传输延迟载流子从发射极到集电极总的传输延迟时间时间 f f与与f f的关系：的关系：可以看出可以看出 。说明：共射短路电流放大系数说明：共射短路电流放大系数比共基短路电流放大系数比共基短路电流放大系数下降下降更快更快。因此，共基电路比共射电路频带因此，共基电路比共射电路频带更宽更宽。一、晶体管的频率特性第14页，本讲稿共34页晶体管的特征频率晶体管的特征频率fT T=。提高特
15、征频率的途径有哪些？提高特征频率的途径有哪些？一、晶体管的频率特性减小基区宽度减小基区宽度 W Wb b ；缩小结面积缩小结面积A A；适当降低集电区电阻率适当降低集电区电阻率c c ；适当减小集电区厚度适当减小集电区厚度W Wc c ；尽量减小延伸电极面积。尽量减小延伸电极面积。第15页，本讲稿共34页二、二、晶体管高频等效电路晶体管高频等效电路I1、V1 输入端的电流和电压，输入端的电流和电压，I2、V2 输出端的电流和电压输出端的电流和电压 这四个参量中只有两个是独立变量。选用不同的自变量和因变量，这四个参量中只有两个是独立变量。选用不同的自变量和因变量，可以得到晶体管的可以得到晶体管的
16、Y参数参数、h参数参数、Z参数参数方程。方程。Y参数是在短路状态下通过计算或测定的导纳参数，因此也参数是在短路状态下通过计算或测定的导纳参数，因此也称为称为短路导纳短路导纳参数，该参数测量参数，该参数测量困难困难。Z参数表示一端开路时，另一端电压与电流之比，因此也称参数表示一端开路时，另一端电压与电流之比，因此也称为为开路阻抗开路阻抗参数，该参数测量参数，该参数测量困难困难 h参数是参数是混合混合参数，测量参数，测量方便方便。运用较多的是运用较多的是Y参数和参数和h 参数等效电路参数等效电路第16页，本讲稿共34页三、高频功率增益和最高振荡频率功率增益功率增益表示晶体管对功率的放大能力。表示晶
17、体管对功率的放大能力。等于等于输出功率输出功率和和输入输入功率功率的比值。的比值。最佳功率增益最佳功率增益GPm指指信号源所供给的最大功率信号源所供给的最大功率与与晶体管向负晶体管向负载输出的最大功率载输出的最大功率之比，即是之比，即是输入输出阻抗输入输出阻抗各自匹配时的功各自匹配时的功率增益。率增益。最高振荡频率是最高振荡频率是最佳功率增益最佳功率增益GPm=1时的频率，它是晶体管真时的频率，它是晶体管真正具有正具有功率放大能力功率放大能力的频率限制。的频率限制。高频优值又称高频优值又称增益增益-带宽乘积带宽乘积，反映了晶体管的，反映了晶体管的功率功率和和频率频率性能，性能，而且只与而且只与
18、晶体管本身的参数晶体管本身的参数有关。有关。第17页，本讲稿共34页三、高频功率增益和最高振荡频率提高功率增益的途径提高功率增益的途径提高晶体管的特征频率；提高晶体管的特征频率；适当提高基区杂质浓度，以减小基极电阻适当提高基区杂质浓度，以减小基极电阻r rb b；尽量缩小集电结和延伸电极面积，以减小势垒电容和尽量缩小集电结和延伸电极面积，以减小势垒电容和延伸电极电容；延伸电极电容；尽量减小发射极引线电感和其他寄生参数；尽量减小发射极引线电感和其他寄生参数；选用合适的管壳，以获得最佳高频优值。选用合适的管壳，以获得最佳高频优值。第18页，本讲稿共34页四、晶体管的大电流特性四、晶体管的大电流特性
19、集电极最大电流集电极最大电流IcM指指共发射共发射极直流短路电流放大系数下降到其极直流短路电流放大系数下降到其最大值最大值M的一半时所对应的集电极电流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要提高晶体管的输出功率就必须提高集电极最大电流集电极最大电流ICM。提高工作电流的唯一方法是提高工作电流的唯一方法是增加电流密度增加电流密度。大电流工作时产生的三个效应。大电流工作时产生的三个效应。基区电导调制效应基区电导调制效应有效基区宽度扩展效应有效基区宽度扩展效应kirkkirk（克而克）效应（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发射极电流集边效应又称为基区电
20、阻自偏压效应 第19页，本讲稿共34页四、晶体管的大电流特性四、晶体管的大电流特性 简述大电流工作时产生的三个效应的机理。简述大电流工作时产生的三个效应的机理。基区电导调制效应基区电导调制效应有效基区宽度扩展效应有效基区宽度扩展效应发射极电流集边效应发射极电流集边效应 基区多子浓度增大导致基区电阻率下降，由此而产生基区电导率基区多子浓度增大导致基区电阻率下降，由此而产生基区电导率受注入电流调制的受注入电流调制的“基区电导调制效应基区电导调制效应”。在大注入下，晶体管，特别是缓变基区晶体管的有效基在大注入下，晶体管，特别是缓变基区晶体管的有效基区宽度将随注入电流的增加而扩展区宽度将随注入电流的增
21、加而扩展 。晶体管工作在大电流状态时，较大的基极电流流过基极电阻，将在基晶体管工作在大电流状态时，较大的基极电流流过基极电阻，将在基区中产生较大的横向压降，使发射结的正向偏置电压从边缘到中心逐渐区中产生较大的横向压降，使发射结的正向偏置电压从边缘到中心逐渐减小，发射极电流密度则由中心到边缘逐渐增大，由此产生发射极电流减小，发射极电流密度则由中心到边缘逐渐增大，由此产生发射极电流集边效应。集边效应。第20页，本讲稿共34页四、晶体管的大电流特性四、晶体管的大电流特性 发射极电流集边效应由发射极电流集边效应由基区电阻的不均匀基区电阻的不均匀所导致。所导致。发射极条宽越发射极条宽越宽宽，距离发射极中
22、心越远，则基区横向压降，距离发射极中心越远，则基区横向压降越越大大，发射极电流集边效应就越明显。，发射极电流集边效应就越明显。工作电流越工作电流越大大，基区横向压降也越，基区横向压降也越大大，发射极电流集边效，发射极电流集边效应也就越明显。应也就越明显。防止发射极电流集边效应产生的方法是防止发射极电流集边效应产生的方法是尽量缩小发射极尽量缩小发射极宽度宽度。第21页，本讲稿共34页五、晶体管的最大耗散功率和热阻五、晶体管的最大耗散功率和热阻晶体管的功率主要耗散在晶体管的功率主要耗散在集电结集电结上。上。热阻表示晶体管热阻表示晶体管散热散热能力的大小，等于任意两点间的能力的大小，等于任意两点间的
23、温差温差与其与其热热流流之比。之比。热阻分为热阻分为稳态稳态热阻（热阻（直流直流工作状态下的热阻工作状态下的热阻RT）和）和瞬态瞬态热阻（在热阻（在开关和脉冲开关和脉冲电路中，随时间变化的晶体管的热阻电路中，随时间变化的晶体管的热阻 RTs)。提高晶体管最大耗散功率的主要措施有哪些？提高晶体管最大耗散功率的主要措施有哪些？尽量降低晶体管的热阻尽量降低晶体管的热阻RT；选用最高结温选用最高结温Tjm高的材料；高的材料；尽量降低使用时的环境温度尽量降低使用时的环境温度Ta。第22页，本讲稿共34页六、功率晶体管的二次击穿和安全工作区六、功率晶体管的二次击穿和安全工作区二次击穿的概念二次击穿的概念两
24、种二次击穿的机理两种二次击穿的机理晶体管的安全工作区的概念晶体管的安全工作区的概念 器件承受的电压突然降低，电流继续增大，器件由器件承受的电压突然降低，电流继续增大，器件由高压小电高压小电流流状态突然跃入状态突然跃入低压大电流低压大电流状态的一种现象。状态的一种现象。热型又称热型又称热不稳定热不稳定型，是型，是局部温度升高和电流集中往复循环局部温度升高和电流集中往复循环的的结果。热型二次击穿的触发时间较长属于结果。热型二次击穿的触发时间较长属于慢速慢速型。型。电流型又称电流型又称雪崩注入雪崩注入型由型由雪崩注入雪崩注入引起，是引起，是快速快速型的二次击穿。型的二次击穿。晶体管能安全可靠地工作，
25、并具有较长寿命的工作范围。由晶体管能安全可靠地工作，并具有较长寿命的工作范围。由最大最大集电极电流集电极电流I ICMCM，极限电压极限电压BVBVCE0CE0，最大功耗线最大功耗线和和二次击穿临界线二次击穿临界线P PsBsB所限定的区域。所限定的区域。第23页，本讲稿共34页六、功率晶体管的二次击穿和安全工作区六、功率晶体管的二次击穿和安全工作区图中实线为图中实线为最大功耗线最大功耗线，由，由最最大耗散功率大耗散功率P PCmCm、热阻热阻 、最高结温最高结温和和环境温度环境温度决定。决定。图中虚线是图中虚线是二次击穿临界线二次击穿临界线区为区为功率耗散过荷区功率耗散过荷区区为区为热型二次
26、击穿区热型二次击穿区区为区为雪崩注入二次击穿区雪崩注入二次击穿区区为区为雪崩击穿区雪崩击穿区区为区为电流过荷区电流过荷区 在在、两两区内，若采取限流措施，均不会造成晶体管永区内，若采取限流措施，均不会造成晶体管永久失效。久失效。第24页，本讲稿共34页第第 5 章章晶体管的开关特性晶体管的开关特性 5.1 二极管的开关作用和反向恢复时间5.2 开关晶体管的静态特性（会通过计算判断晶体管的开关工作类型）5.3 晶体管开关的动态特性（掌握四个动态过程及其时间）第25页，本讲稿共34页一、二极管的开关作用和反向恢复时间双极型器件与场效应晶体管的导电机理有何不同？双极型器件与场效应晶体管的导电机理有何
27、不同？晶体管的开关特性包括哪些？晶体管的开关特性包括哪些？储存时间储存时间t ts s和和下降时间下降时间t tf f之和称为之和称为P-NP-N结的关断时间，又称结的关断时间，又称反向恢反向恢复时间复时间。要保持良好的开关作用，要保持良好的开关作用，脉冲持续时间脉冲持续时间要比要比二极管反向恢复时二极管反向恢复时间间长得多长得多，也就意味着脉冲的重复频率不能太，也就意味着脉冲的重复频率不能太高高。u双极型器件是一种电子与空穴皆参与导电过程的半导体器件。双极型器件是一种电子与空穴皆参与导电过程的半导体器件。u场效应晶体管是只由一种载流子参与传导的半导体器件。场效应晶体管是只由一种载流子参与传导
28、的半导体器件。u晶体管处于开态和关态时端电流电压间的晶体管处于开态和关态时端电流电压间的静态特性静态特性；u在开态和关态之间转换时，电流电压随时间变化的在开态和关态之间转换时，电流电压随时间变化的瞬态特性瞬态特性。第26页，本讲稿共34页二、开关晶体管的静态特性 晶体管各工作区的结电压偏置情况如何？晶体管各工作区的结电压偏置情况如何？工作区工作区结电压结电压放大区放大区倒向放倒向放大区大区截止区截止区饱和区饱和区临界饱和临界饱和状态状态过驱动过驱动状态状态集电结集电结反偏反偏正偏正偏反偏反偏零偏零偏正偏正偏发射极发射极正偏正偏反偏反偏反偏反偏正偏正偏正偏正偏晶体管工作在晶体管工作在放大区放大区
29、的开关电路，称为的开关电路，称为非饱和开关非饱和开关。这种工。这种工作模式，一般用在作模式，一般用在高速开关高速开关电路中。电路中。将晶体管导通后，工作在将晶体管导通后，工作在饱和区饱和区的开关电路，称为的开关电路，称为 饱和饱和 开关开关，此类开关接近于，此类开关接近于理想开关理想开关。第27页，本讲稿共34页二、开关晶体管的静态特性 饱和开关电路和非饱和开关电路的比较饱和开关电路和非饱和开关电路的比较根据下图中的基区非平衡载流子（少子）浓度分布判断晶体根据下图中的基区非平衡载流子（少子）浓度分布判断晶体管的工作区域。管的工作区域。工作区工作区结电压结电压工作区工作区开关开关速度速度输出电平
30、输出电平参数均匀参数均匀性要求性要求饱和开关饱和开关饱和区饱和区 截止区截止区慢慢较稳定较稳定不高不高非饱和开关非饱和开关 放大区放大区 截止区截止区快快不够稳定不够稳定高高第28页，本讲稿共34页二、开关晶体管的静态特性 图示电路，用硅晶体管做为开关管使用接入电路中，已知其图示电路，用硅晶体管做为开关管使用接入电路中，已知其，V VBBBB，V VCCCC，R RL L，R RB B，输入正脉冲信号幅值，输入正脉冲信号幅值V VI I等参数等参数;试判断晶体管的工作状态如何？试判断晶体管的工作状态如何？试判断该电路为试判断该电路为饱和开关电路饱和开关电路还是还是非饱和开关电路非饱和开关电路？
31、若为若为过驱动状态，会计算其过过驱动状态，会计算其过驱动电流驱动电流、饱和深度饱和深度。分析分析分析分析若若I IB B=I=IBSBS，则晶体管处于，则晶体管处于 状态。状态。若若I IB BIIBSBS，则晶体管处于，则晶体管处于 状态。状态。若若I IB BIIBSBS，则晶体管处于，则晶体管处于 状态。状态。临界饱和临界饱和过驱动过驱动放大放大通过基极驱动电流的大小来判断。通过基极驱动电流的大小来判断。第29页，本讲稿共34页二、开关晶体管的静态特性 图示电路，用硅晶体管做为开关管使用接入电路中，已知其图示电路，用硅晶体管做为开关管使用接入电路中，已知其，V VBBBB，V VCCCC
32、，R RL L，R RB B，输入正脉冲信号幅值，输入正脉冲信号幅值V VI I等参数等参数;试判断晶体管的工作状态如何？试判断晶体管的工作状态如何？试判断该电路为试判断该电路为饱和开关电路饱和开关电路还是还是非饱和开关电路非饱和开关电路？若为若为过驱动状态，会计算其过过驱动状态，会计算其过驱动电流驱动电流、饱和深度饱和深度。计算计算基极驱动电流基极驱动电流和和基极临界饱和电流基极临界饱和电流第30页，本讲稿共34页三、晶体管开关的动态特性晶体管的开关过程有那几个动态过程？晶体管的开关过程有那几个动态过程？延迟过程、上升过程、超量储存电荷消失过程、下降过程延迟过程、上升过程、超量储存电荷消失过
33、程、下降过程右图中的右图中的t td d、t tr r、t ts s、t tf f分别代表什么时间？分别代表什么时间？t td d为延迟时间、为延迟时间、t tr r为上升时间为上升时间 t ts s为储存时间、为储存时间、t tf f为下降时间为下降时间晶体管的开启时间晶体管的开启时间 。关断时间关断时间 。若晶体管的开关时间比输入脉冲若晶体管的开关时间比输入脉冲 持续时间持续时间短短，它就有良好的开关作用。，它就有良好的开关作用。第31页，本讲稿共34页三、晶体管开关的动态特性（1）ICE0小小，使开关电路截止时接近于断路（开路），关断性，使开关电路截止时接近于断路（开路），关断性良好；良
34、好；（2）VCES小小，使开关电路接通时接近于短路状态，接通性良，使开关电路接通时接近于短路状态，接通性良好；好；（3）开关时间尽可能短）开关时间尽可能短，要比输入脉冲持续时间短，使晶体管，要比输入脉冲持续时间短，使晶体管的关断性良好；的关断性良好；（4）启动功率小）启动功率小，启动功率是晶体管从截止态转变为饱和态时，启动功率是晶体管从截止态转变为饱和态时所需的功率所需的功率IBVBES；（5）开关功率大）开关功率大，即要求在截止态时能承受较高的反向电压，在导，即要求在截止态时能承受较高的反向电压，在导通时，允许通过较大的电流；通时，允许通过较大的电流；为使晶体管具有良好的开关状态，需具备哪些
35、要求？为使晶体管具有良好的开关状态，需具备哪些要求？第32页，本讲稿共34页第6章 双极型晶体管的设计双极型晶体管的设计简述晶体管设计时应考虑哪简述晶体管设计时应考虑哪3 3方面的参数？各有什么分类和哪些方面的参数？各有什么分类和哪些具体的参数？具体的参数？u结构参数结构参数u工艺参数工艺参数u电学参数电学参数l直流参数直流参数 反向饱和电流（反向饱和电流（ICBO、IEBO、ICEO）直流电流放大系数（直流电流放大系数（、）发射结正向压降（发射结正向压降（VBE）饱和压降（饱和压降（VCES）l交流参数交流参数 特征频率（特征频率（fT）、功率增益（）、功率增益（GP）噪声系数（噪声系数（N
36、F）、开关时间（）、开关时间（ton、toff）l极限参数极限参数 最大集电极电流（最大集电极电流（ICM）击穿电压（击穿电压（BVCBO、BVEBO、BVCEO）最大集电极耗散功率（最大集电极耗散功率（PCM）二次击穿临界功率（二次击穿临界功率（VsB）l纵向结构参数纵向结构参数 基区宽度（基区宽度（Wb）外延层的电阻率（外延层的电阻率（c）和厚度（）和厚度（WC）集电结和发射结结深（集电结和发射结结深（xjc、xje）各区的杂质浓度各区的杂质浓度l横向结构参数横向结构参数 发射极总周长（发射极总周长（LE）单元发射极条宽（单元发射极条宽（Se）和条长（）和条长（le）发射区面积（发射区面积
37、（Ae）基区（集电结）面积（基区（集电结）面积（Ab=Ac）淡、浓基区的网格淡、浓基区的网格 及其与发射结边沿的间距（及其与发射结边沿的间距（deb）硼扩散的时间和温度硼扩散的时间和温度磷扩散的时间和温度磷扩散的时间和温度氧化的时间和温度等氧化的时间和温度等第33页，本讲稿共34页第6章 双极型晶体管的设计双极型晶体管的设计晶体管的设计必须掌握的晶体管的设计必须掌握的4 4个原则个原则必须全面衡量晶体管各参数之间的关系，正确处理各参数之必须全面衡量晶体管各参数之间的关系，正确处理各参数之间的矛盾。首要先满足主要电学参数的要求。间的矛盾。首要先满足主要电学参数的要求。必须正确处理设计和实际工艺水平之间的矛盾。必须正确处理设计和实际工艺水平之间的矛盾。必须正确处理技术指标与经济指标之间的关系，把提高晶体管的必须正确处理技术指标与经济指标之间的关系，把提高晶体管的质量与降低成本结合起来。质量与降低成本结合起来。尽可能地提高晶体管的稳定性和可靠性。尽可能地提高晶体管的稳定性和可靠性。第34页，本讲稿共34页