由兩個背靠背PN結構成的以獲得電壓、電流或信號增益的晶體三極管。起源于1948年發明的點接觸晶體三極管,50年代初發展成結型三極管即現在所稱的雙極型晶體管。雙極型晶體管有兩種基本結構:PNP型和NPN型。在這3層半導體中,中間一層稱基區,外側兩層分別稱發射區和集電區。當基區注入少量電流時,在發射區和集電區之間就會形成較大的電流,這就是晶體管的放大效應。
特點
輸入特性曲線:描述了在管壓降UCE一定的情況下,基極電流iB與發射結壓降uBE之間的關系稱為輸入伏安特性,可表示為: 硅管的開啟電壓約為0.7V,鍺管的開啟電壓約為0.3V。
輸出特性曲線:描述基極電流IB為一常量時,集電極電流iC與管壓降uCE之間的函數關系可表示為:
雙極型晶體管輸出特性可分為三個區
★截止區:發射結和集電結均為反向偏置。IE@0,IC@0,UCE@EC,管子失去放大能力。如果把三極管當作一個開關,這個狀態相當于斷開狀態。
★飽和區:發射結和集電結均為正向偏置。在飽和區IC不受IB的控制,管子失去放大作用,UCE@0,IC=EC/RC,把三極管當作一個開關,這時開關處于閉合狀態。
★放大區:發射結正偏,集電結反偏。
放大區的特點是:
◆IC受IB的控制,與UCE的大小幾乎無關。因此三極管是一個受電流IB控制的電流源。
◆特性曲線平坦部分之間的間隔大小,反映基極電流IB對集電極電流IC控制能力的大小,間隔越大表示管子電流放大系數b越大。
◆伏安特性最低的那條線為IB=0,表示基極開路,IC很小,此時的IC就是穿透電流ICEO。
◆在放大區電流電壓關系為:UCE=EC-ICRC, IC=βIB
◆在放大區管子可等效為一個可變直流電阻。極間反向電流:是少數載流子漂移運動的結果。
。集電極-基極反向飽和電流ICBO :是集電結的反向電流。
集電極-發射極反向飽和電流ICEO :它是穿透電流。
ICEO與CBO的關系:
特征頻率 :由于晶體管中PN結結電容的存在,晶體管的交流電流放大系數會隨工作頻率的升高而下降,當 的數值下降到1時的信號頻率稱為特征頻率 。
雙極型晶體管極限參數
★最大集電極耗散功率 如圖所示。
★最大集電極電流 :使b下降到正常值的1/2~2/3時的集電極電流稱之為集電極最大允許電流。
★極間反向擊穿電壓:晶體管的某一電極開路時,另外兩個電極間所允許加的最高反向電壓即為極間反向擊穿電壓,超過此值的管子會發生擊穿現象。溫度升高時,擊穿電壓要下降。