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功率晶體管是耗散功率大於1瓦的晶體管,功率耗散大,主要用於低頻放大、振蕩和穩壓電路中。

1 功率晶體管 -功率晶體管

 

2 功率晶體管 -正文

  耗散功率大於1瓦的晶體管。它包括低頻功率管、高反壓功率管、結型高頻功率管、微波功率管和場效應功率管等。
  功率晶體管的主要特點是功率耗散大,因此在設計器件時通常採取如下措施:提高器件的擊穿電壓、增加有源區面積、減小管芯本體厚度、改善管芯與載體的熱傳導性能、提高底盤的功率容量等。
  低頻功率管主要用於低頻放大、振蕩和穩壓電路中。硅功率管的耗散功率已達到千瓦以上。高反壓功率管主要用於電視接收機行掃描電路、示波器偏轉電路、雷達亮度顯示器、高壓開關電路等。硅平面結構加上多層保護環可製成1千伏以上的高反壓管,檯面結構則可製成數千伏的器件。高壓器件一般要求外延層較厚、摻雜濃度低、擴散結深、基區較寬、器件表面有良好的鈍化層。
  高頻功率管工作頻率在幾十兆赫至幾百兆赫之間。微波功率管則工作於P波段以上,直到厘米波段。它們主要用於微波通信、雷達、電子儀器的輸出電路。硅微波功率管的特點是:外延層薄而且摻雜濃度較高,光刻線條細(從幾微米至亞微米),發射極周長與集電極面積的比率大,基區寬度窄(可窄到0.1微米),器件工作電流密度大(可達5×105安/厘米2)。為了達到這些要求,在工業生產中須採用電子束製版、光刻、離子注入、等離子干法腐蝕及澱積、磁控濺射、多坩堝電子束蒸發、完美晶片加工技術、多層金屬化系統、內部網路匹配及功率合成等新工藝和新技術。
  二次擊穿是造成結型功率器件燒毀的主要原因,採用發射極橫向和縱向鎮流電阻可抑制正偏二次擊穿,採用多層外延工藝可增強抗反偏二次擊穿能力。在高電流密度下,微波功率管會發生髮射極電流集邊效應、基區電導調製效應、基區寬度展寬效應等。為了克服這些不利的影響,在晶體管圖形設計、外延層厚度及摻雜濃度選擇、擴散結深及雜質分佈控制等方面必須進行最佳化計算機輔助設計。
  場效應功率管包括硅功率場效應管和砷化鎵場效應功率管。這兩種器件可做成 MOS型、結柵型和肖特基勢壘型。硅靜電感應功率管是一種結柵場效應管,它的輸入阻抗大、工作線性好、工作溫度範圍寬。它還具有負溫度特性,適於作線性微波功率放大。在低頻段,它是高級音響設備的理想功率放大器件之一。
  砷化鎵功率微波器件具有優越的微波功率性能,它可工作於厘米波範圍。在6吉赫可輸出25瓦,18兆赫可輸出2瓦。進一步提高輸出功率和工作頻率的措施是:把柵長壓縮到0.25微米,提高擊穿電壓,採用面接地技術、晶元倒裝焊接技術、T型柵技術、內匹配技術等。

 

3 功率晶體管 -配圖

 

4 功率晶體管 -相關連接

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