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一文认识晶体管的逆向电流、封装功率、频率特性

<p><strong>关于晶体管ON时的逆向电流</strong></p>

<p>在NPN晶体管中,基极 (B) 被偏置为正,集电极 (C) 被偏置为负,由发射极 (E) 流向C的是逆电流。</p>

<p><img alt="电极" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1559b072-8dd8-40bb-9167-ce9de5d0a2a0" src="/sites/default/files/inline-images/1_199.png" /></p>

<p>1. 不用担心劣化和损坏,在使用上是没有问题的</p>

<p>2. NPN-Tr的B和C对称、和E极同样是N型。<br />
也就是说,逆接C、E也同样有晶体管的功效。即电流由E→C流动。</p>

<p><img alt="电极" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f4220a19-a439-4b5a-bf6a-33fc58106c85" src="/sites/default/files/inline-images/2_4.gif" /></p>

<p>3. 逆向晶体管有如下特点。</p>

<ul>
<li>h<sub>FE</sub>低(正向约10%以下)</li>
<li>耐压低 (7 to 8V 与V<sub>EBO</sub>一样低)<br />
↑通用TR的情况,除此之外,还有5V以下<br />
(突破此耐压范围,会发生h<sub>FE</sub>低下等特性的劣化,请注意。)</li>
<li>V<sub>CE(sat)</sub>及V<sub>BE(ON)</sub>的特性没有太大的变化</li>
</ul>

<p><strong>关于封装功率容许功</strong></p>

<p>定义:是指由于输入晶体管的电压、电流产生的功耗在元件发热时,结温Tj为绝对最大额定值限定的温度(Tj=150°C)时的功率。</p>

<p><img alt="3" data-entity-type="file" data-entity-uuid="37172ed6-6ac9-4591-8038-325790f723f5" src="/sites/default/files/inline-images/3_184.png" /></p>

<p>这里,P<sub>C</sub>、Ta、△Tx、Px可以由各自测定时的设定值或测定结果直接得出,但是只有Tj不能直接得出。因此,如下列出使用V<sub>BE</sub>的测试方法。</p>

<p>V<sub>BE</sub>测定法 硅晶体管的情况下 基极-发射极间电压:V<sub>BE</sub>根据温度变化。</p>

<p><img alt="热电阻测量电路" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f5df6b96-0ac5-477c-b8f1-8c0b908afe8b" src="/sites/default/files/inline-images/4_163.png" /></p>

<p>图1. 热电阻测量电路</p>

<p>由此,通过测定V<sub>BE</sub>,可以推测结温。<br />
通过图1的测定电路,对晶体管输入封装功率:P<sub>C(max)</sub>。<br />
(假设1W晶体管的情况下,输入条件为V<sub>CB</sub>=10V I<sub>E</sub>=100mA)</p>

<p>如图2:</p>

<ul>
<li>测定V<sub>BE</sub>的初始值V<sub>BE1</sub></li>
<li>对晶体管输入功率,使PN结热饱和</li>
<li>V<sub>BE</sub>的后续值:测定V<sub>BE2</sub></li>
</ul>

<p>从这个结果得出△V<sub>BE</sub>=V<sub>BE2</sub>-V<sub>BE1</sub>。</p>

<p>这里,硅晶体管根据温度具有一定的温度系数。约为ー2.2mV/ºC。<br />
(达林顿晶体管为ー4.4mV/ºC)<br />
因此,根据由输入功率得出△V<sub>BE</sub>,可以由以下算式得出上升的结温。</p>

<p><img alt="图2. 进度表" data-entity-type="file" data-entity-uuid="016e9702-adca-44f8-982f-207f5fdb1934" src="/sites/default/files/inline-images/5_131.png" /></p>

<p>图2. 进度表</p>

<p><strong>f<sub>T</sub>:增益带宽积、截止频率</strong></p>

<p>f<sub>T</sub>:增益带宽积指晶体管能够动作的极限频率。<br />
所谓极限,即基极电流对集电极电流的比为1(即h<sub>FE</sub>=1)的情况。</p>

<p><img alt="频率特效" data-entity-type="file" data-entity-uuid="a88e1f0a-a716-47e1-a3bf-1fb8cc42de21" src="/sites/default/files/inline-images/6_117.png" /></p>

<p>提高基极输入频率,h<sub>FE</sub>变低。<br />
这时,h<sub>FE</sub>为1时的频率叫做f<sub>T</sub>(增益带宽积)。<br />
f<sub>T</sub>指在该频率下能够工作的极限值。<br />
但是,实际使用时能够动作的只有f<sub>T</sub>值的1/5 to 1/10左右。</p>

<p>测定条件如下<br />
f: 根据测定装置而定。为测定的标准频率。<br />
V<sub>CE</sub>:任意设定。我公司为一般值。<br />
I<sub>C</sub>:任意设定。我公司为一般值。</p>

<p>文章来源:<a href="https://www.rohm.com.cn/electronics-basics/transistors/tr_what3">罗姆</a>…;