晶體管參數(shù)在實際使用中的意義

1、晶體管參數(shù)在實際使用中的意義（續(xù)三）做模擬電路的工程師，都有過使用晶體管（場效應(yīng)管也是晶體管中的一種）、運放的經(jīng)驗和體會。尤其是在設(shè)計時，更會對晶體管的一些電參數(shù)進行測試和考量。在測試時，許多人對晶體管電參數(shù)的實測值與規(guī)格書所提供的規(guī)范值，為什么會有很大差異，感到不可思議。有時，一些工程師會用實測值來要求供應(yīng)商，也有一些工程師會把一些特殊參數(shù)作為常規(guī)參數(shù)進行處理。這樣的后果就是整機產(chǎn)品一致性、重復(fù)性差，嚴重時還會出現(xiàn)達不到設(shè)計指標，更有

2、甚者是在生產(chǎn)中出現(xiàn)大量損壞電子元器件的異常。此時，許多工程師都會把眼光釘住那些損壞的晶體管上，以為是晶體管的質(zhì)量問題，導(dǎo)致的異常。殊不知晶體管的損壞，只是一個表面現(xiàn)象，而深層次的原因，往往是設(shè)計師自己造成的。引起這些問題的原因有很多，對工程師而言，在選用元器件時，對半導(dǎo)體器件電參數(shù)的片面理解，或許是個重要因素。晶體管的電參數(shù)，在常規(guī)情況下可分為極限參數(shù)、直流參數(shù)（DC）、交流參數(shù)（AC）等。但在實際的使用中，我發(fā)現(xiàn)還有許多想測而無法測量

3、到的參數(shù)，為使工作方便，我便稱其為“功能參數(shù)”。分別述之：一、極限參數(shù)一、極限參數(shù)所謂極限參數(shù)，是指在晶體管工作時，不管因何種原因，都不允許超過的參數(shù)。這些參數(shù)常規(guī)的有三個擊穿電壓（BV）、最大集電極電流（Icm）、最大集電極耗散功率（Pcm）、晶體管工作的環(huán)境（包括溫度、濕度、電磁場、大氣壓等）、存儲條件等。在民用電子產(chǎn)品的應(yīng)用中，基本只關(guān)心前三個。1、晶體管的反向擊穿電壓晶體管的反向擊穿電壓定義：在被測PN結(jié)兩端施加連續(xù)可調(diào)的反向直

4、流電壓，觀察其PN結(jié)的電流變化情況，當(dāng)PN結(jié)的反向電流出現(xiàn)劇烈增加時，此時施加到此PN結(jié)兩端的電壓值，就是此PN結(jié)的反向擊穿電壓。每個晶體管都有三個反向擊穿電壓，分別是：基極開路時集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓（BVceo）、發(fā)射極開路時集電極—基極反向擊穿電壓（BVcbo）和集電極開路時基極—發(fā)射極反向擊穿電壓。此電參數(shù)對工程設(shè)計的指導(dǎo)意義是：決定了晶體管正常工作的電壓范圍。由此電參數(shù)的特性可知，當(dāng)晶體管在工作中出現(xiàn)擊穿狀態(tài)，將是非常危險

5、的。因此，在設(shè)計中，都給晶體管工作時的電壓范圍，留有足夠的余量。實際上，當(dāng)晶體管長期工作在較高電壓時（晶體管實測值的60%以上），其晶體管的可靠性將會出現(xiàn)數(shù)量級的下降。有興趣的可以參考《電子元器件降額準則》。許多公司在對來料進行入庫檢驗時發(fā)現(xiàn)，一些品種的反向擊穿電壓實測值要比規(guī)格書上所標的要大出許多。這是怎么回事呢？時，其晶體管的發(fā)射極不是懸空，而是通過一只KΩ量綱的電阻接到“零電位”。晶體管的反向擊穿電壓高低的排列是：BVcbo≥BV

6、cbrBVcerBVceo。2、晶體管的最大集電極電流Icm晶體管的最大集電極電流Icm定義：晶體管處于共發(fā)射極工作時，集電極—發(fā)射極之間的電壓為一定值，增加晶體管的Ic，隨著Ic的增加，晶體管的放大會減小。當(dāng)晶體管的放大降到是正常時（測試條件）的一半時，此時的Ic就稱為Icm。此電參數(shù)對工程設(shè)計的指導(dǎo)意義是：決定了晶體管正常工作的電流范圍。此電參數(shù)與放大有關(guān)。從放大（此處所說的放大是指晶體管在共發(fā)射極電路時的Hfe。在沒有特別說明時，

7、都是指此）的公式上可知：Ic=IceoβIb————（Vce=常數(shù)）Iceo————晶體管的漏電流，又稱穿透電流晶體管在通電后，總有漏電流（Iceo）的存在。而且Iceo與溫度強相關(guān)。因此，此參數(shù)也與溫度強相關(guān)。雙極型晶體管是電流控制器件。在設(shè)計時，對此項參數(shù)的考慮要點是必須考慮晶體管的工作環(huán)境溫度。隨著溫度升高，放大升高，使晶體管的Ic增大，當(dāng)進入惡性循環(huán)后，晶體管會很快失效。在設(shè)計時，整機中Ic的實測值，不要超過規(guī)格書所標的60%。

8、如果超過此值，同樣會使晶體管的可靠性出現(xiàn)數(shù)量級的下降。對此可以從硅材料的導(dǎo)電特性（趨邊效應(yīng)）中，找到答案。3、集電極最大耗散功率Pcm定義：晶體管工作時，施加在集電極—發(fā)射極之間的電壓和流過該晶體管集電極電流的乘積，即為此晶體管的集電極耗散功率。所謂集電極最大耗散功率Pcm則是考慮到晶體管的熱阻、最高結(jié)溫等綜合因素，以文字形式，規(guī)定的值，此數(shù)值由規(guī)格書提供。晶體管的Pcm除了與芯片面積有關(guān)外，還與封裝形式有關(guān)。一般情況下，封裝為TO92