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三極管是半導(dǎo)體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié),兩個PN結(jié)把整塊 半導(dǎo)體分成三部分,中間部分是基區(qū),兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。
設(shè)計電路中常常會關(guān)注的參數(shù)有電流放大系數(shù)β、極間反向電流ICBO、ICEO、集電極最大允許電流ICM、反向擊穿電壓VEBO、VCBO、VCEO以及三極管的輸入輸出特性曲線等參數(shù)。
輸入/輸出特性
三極管特性曲線是反映三極管各電極電壓和電流之間相互關(guān)系的曲線,是用來描述三極管工作特性曲線,常用的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線:輸入特性曲線表示當(dāng)E極與C極之間的電壓VCE保持不變時,輸入電流(即基極電流IB)和輸入電壓(即基極與發(fā)射極間電壓VBE)之間的關(guān)系曲線;當(dāng)VCE=0時, 相當(dāng)于集電極與發(fā)射極短路,即發(fā)射結(jié)與集電結(jié)并聯(lián)。 因此,輸入特性曲線與PN結(jié)的伏安特性類似,呈指數(shù) 關(guān)系。當(dāng)VCE增大時,曲線將右移。對于小功率晶體管,VCE大于1V的一條輸入特性曲線可以近似VCE大于1V的所有輸入特性曲線。
三極管輸入特性曲線
輸出特性曲線表示基極電流IB一定時,三極管輸出電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系曲線。根據(jù)輸出特性曲線,三極管的工作狀態(tài)分為三個區(qū)域。 截止區(qū):它包括IB=0及IB〈0(即IB與原方向相反)的一組工作曲線。當(dāng)IB=0,IC=Iceo(稱為穿透電流),在常溫下此值很小。在此區(qū)域中,三極管的兩個PN結(jié)均 為反向偏置,即使VCE電壓較高,管子中的電流Ic卻很 小,此時的管子相當(dāng)于一個開關(guān)的開路狀態(tài)。 飽和區(qū):該區(qū)域中的電壓VCE的數(shù)值很小,VBE〉VCE 集電極電流IC隨VCE的增加而很快的增大。此時三極管的兩個PN結(jié)均處于正向偏置,集電結(jié)失去了收集某區(qū)電子的能力,IC不再受IB控制。VCE對IC控制作用很大, 管子相當(dāng)于一個開關(guān)的接通狀態(tài)。 放大區(qū):此區(qū)域中三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置,而集電極反向偏置。當(dāng)VEC超過某一電壓后曲線基本上是 平直的,這是因為當(dāng)集電結(jié)電壓增大后,原來流入基 極的電流絕大部分被集電極拉走,所以VCE再繼續(xù)增大時,電流IC變化很小,另外,當(dāng)IB變化時,IC即按比例 的變化,也就是說,IC受IB的控制,并且IC變化比IB的變化大很多,△IC和△IB成正比,兩者之間具有線性關(guān)系,因此此區(qū)域又稱為線性區(qū)。在放大電路中,必須使用三極管工作在放大區(qū)。
三極管輸出特性曲線
根據(jù)材料以及用途不同,三極管器件的電壓、電流技術(shù)參數(shù)也不同,針對1A以下的三極管器件,推薦2臺S系列源表搭建測試方案,最大電壓300V,最大電流1A,最小電流100pA,可以滿足小功率MOSFET測試的需求。
針對最大電流為1A~10A的MOSFET功率器件,推 薦采用2臺P系列脈沖源表搭建測試方案,其最大電壓 300V,最大電流10A。
針對最大電流為10A~100A的MOSFET功率器件, 推薦采用P系列脈沖源表+HCP搭建測試方案,最大電 流高達(dá)100A,最小電流低至100pA。
極間反向電流
ICBO是指三極管發(fā)射極開路時,流過集電結(jié)的反向漏電電流;IEBO是指集電極開路時,發(fā)射極到基極的電流,測試時推薦使用一臺普賽斯S系列或P系列源表。
反向擊穿電壓
VEBO是指集電極開路時,發(fā)射極—基極間的反向 擊穿電壓;VCBO是指發(fā)射極開路時集電極—基極間的 反向擊穿電壓,它決定于集電結(jié)的雪崩擊穿電壓;VCEO 是指基極開路時集電極—發(fā)射級間的反向擊穿電壓, 它決定于集電結(jié)的雪崩擊穿電壓。測試時需要根據(jù)器件的擊穿電壓技術(shù)參數(shù)選擇相應(yīng)的儀表,擊穿電壓在300V以下推薦使用S系列臺式 源表或P系列脈沖源表,其最大電壓300V,擊穿電壓在300V以上的器件推薦使用E系列,最大電壓3500V。
CV特性
與MOS管一樣,三極管也通過CV測量來表征器CV特性。
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