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§3-5 晶体管的反向特性. 1 、发射极开路,基极 - 发射极反向击穿电压,记为 BV CBO. BV CBO 即为集电结的雪崩击穿 电压,当 M → ∞ 时的集电结电压 。. 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:. S = 6 (PN + ). S = 2 (PN + ). 锗 PN 结 :. 硅 PN 结 :. S = 4 (P + N). S = 3 (P + N).
E N D
§3-5晶体管的反向特性 1、发射极开路,基极-发射极反向击穿电压,记为BVCBO BVCBO即为集电结的雪崩击穿 电压,当M→ ∞ 时的集电结电压。 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: S = 6 (PN+) S = 2 (PN+) 锗PN 结: 硅PN 结: S = 4 (P+N) S = 3 (P+N) 共基极连接对基极-发射极反向击穿电压的影响。 IE IC E N+ P N C - VBC + B B
输入电流越大,基极-集电极雪崩击穿电压越小:输入电流越大,基极-集电极雪崩击穿电压越小: 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:
P N N 当 时,即 时, ,将此关系代入M式中,得: 2、基极开路,发射极-集电极反向击穿电压,记为BVCEO BVCEO ?
曲线中有时会出现一段 负阻区。图中, VSUS 称为维持电压。 IC 负阻区 ICEO VCE 0 VSUS BVCEO 原因: 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。
思考题:发射极与基极间接有一定外电路时的C-E之间得 击穿电压 晶体管的各种偏置条件 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
3、发射结击穿电压 集电极开路(IC = 0),发射极与基极之间加反向电压时的 IE记为 IEBO , 使IEBO→ ∞时的发射极与基极间反向电压记为BVEBO。 在通常的晶体管中,NE > NB > NC , 故 BVCBO取决于NC, BVEBO 取决于NB, 且 BVCBO >> BVEBO 。
4、基区穿通效应 1)基区穿通电压 当集电结上的反向电压增大到其势垒区将基区全部占据, WB’ = 0 时, IC将急剧增大,这种现象称为 基区穿通,相应的集电结反向电压称为 穿通电压,记为Vpt 。 N P N 0 WB
●穿通电压 VPT的计算的计算: 集电结基区一侧的空间电荷区宽度等于基区宽度时 忽略Vbi 防止基区穿通的措施:提高WB和NB,这与防止基区宽变效应一致,与提高电流放大系数相矛盾。 2)基区穿通时的 BVCBO 基区穿通时的 BVCBO与Vpt是否相等?为什么?
= + = V V V , V V V , 正偏,当发生穿通时, CE CB BE BE CB pt V V 因此只要 稍微增加一点,当 达到开启电压时, CE BE 就会发生电流急剧增加 的现象,产生击穿。 在进行BVCBO的测试时,发射结上存在浮空电势,它使其反偏,发生穿通时,由于发射结反偏,所以并未发生击穿,直到发射结达到击穿电压才发生击穿。 3)基区穿通时的 BVCEO 防止基区穿通的措施 :增大 WB 与 NB。这与防止厄尔利效应的措施相一致,但与提高 放大系数 α与 β的要求相反。
在平面型晶体管中,NB > NC,势垒区主要向集电区扩展,一般不易发生基区穿通。但可能由于材料的缺陷或工艺的不当而发生局部穿通。 IC VCE 0 Vpt VSUS