標籤: 暫無標籤

BJT(雙極型晶體管)的擊穿電壓,就是晶體管在工作中,反向輸出電流急劇增大時所對應的反向電壓。

1 BJT擊穿電壓 -(1)基本概念:

因為BJT有三個電極,所以存在相應的三個不同的擊穿電壓值:BVcbo,BVceo和BVebo;這三個擊穿電壓實際上也就是對應於BJT的三個反向截止電流(Icbo,Iceo和Iebo)分別急劇增大時的電壓。

2 BJT擊穿電壓 -(2)三個擊穿電壓的有關因素:

① BVebo:


  


  這是集電極開路時、發射極與基極之間所能承受的最高反向電壓,實際上也就是發射結的擊穿電壓。


  因為發射結兩邊的摻雜濃度都較高,一般都可以近似為單邊突變結,則在雪崩擊穿機理起決定作用的情況下,擊穿電壓主要由低摻雜一邊——基區的摻雜濃度來決定。對於雙擴散平面晶體管,因為基區的摻雜濃度不均勻(表面高、裡面低),則應該選取基區擴散的表面雜質濃度來確定擊穿電壓。降低基區摻雜濃度,則有利於提高BVebo。


  由於BJT的發射結通常都工作在正偏狀態,故對BVebo的要求通常並不高,同時基區的摻雜濃度也不能太低,所以BVebo一般是小於20V。 


  

② BVcbo:


      這就是BJT共基極組態的擊穿電壓,即發射結開路時、基極與集電極之間所能承受的最高反向電壓,實際上也就是集電結的擊穿電壓。這時反偏集電結的情況與單個p-n結的差不多,在雪崩擊穿機理起決定作用的情況下,因此也可以採用單邊突變結或者線性緩變結的關係來確定該擊穿電壓。


  對於合金晶體管,集電結可很好的近似為單邊突變結。但是,對於雙擴散平面晶體管,因為基區的摻雜濃度高於集電區,則BVcbo主要決定於集電區的摻雜濃度。然而,由於集電結不一定是典型的單邊突變結,則這時擊穿電壓的計算較為複雜。一般來說,當集電結較淺時,可近似為單邊突變結,由集電區的摻雜濃度來確定;而當集電結較深時,可近似為線性緩變結,則這時的擊穿電壓將與摻雜濃度的梯度有關,於是BVcbo就需要根據線性緩變結的擊穿電壓關係來進行計算,或者通過查閱有關的關係曲線來確定出BVcbo,這時減小摻雜濃度梯度,即可提高BVcbo。


  由於BJT工作時,集電結常常處於反偏狀態,故要求BVcbo較高;在大功率晶體管中,可高達數千伏。 


  

③ BVceo:


      這是共發射極組態的擊穿電壓,即基極開路時、集電極與發射極之間的擊穿電壓。由於在基極開路時,集電結是反偏、發射結是正偏的,即BJT處於放大狀態。則當有集電結反向電流Icbo流過發射結時,即被放大為[β Icbo],從而這時輸出的集電極反向電流——穿透電流為[Icbo+βIcbo],即比Icbo約大β倍。於是相應的擊穿電壓BVceo也就比BVcbo低得多:BVceo=BVcbo/(1+β)1/n,其中常數n值,決定於高阻集電區的材料種類和型號:對Si/n-p-n管為4,對Si/p-n-p管為2;對Ge/n-p-n管為3,對Ge/p-n-p管為6。


  可見:a) 總有BVceo<<BVcbo,即發射結有注入時的擊穿電壓BVceo總要遠低於發射結沒有注入時的擊穿電壓BVcbo(這是很自然的,因為BVcbo與單個p-n結的擊穿電壓很類似)。b) 為了提高BVceo,就必須提高BVcbo。c) 在BVcbo一定時,因為BVceo的高低還與電流放大係數β有關(β越大,BVceo就越低),所以為了不讓BVceo太低,在應用中BJT的β也不可選取得過大。

3 BJT擊穿電壓 -(3)共發射極組態的擊穿電壓的說明:

  ①在實際測量BVceo時,有時發現會出現負阻型的擊穿特性曲線,即當Vce增大到BVceo而發生擊穿后,電流上升,而電壓卻下降。這種負阻的產生與電流放大係數隨著Ic的增大而發生較大的變化有關。因為電流放大係數在小電流下是隨著Ic的增大而增大的,但當電壓達到BVceo、Ic急劇增加時,電流放大係數卻又隨著Ic的增大而下降,從而就出現了負阻特性。所以,對於那些電流放大係數隨著Ic變化不大的晶體管,就不一定出現這種負阻型擊穿特性。


  ②對於實際應用中的BJT共發射極組態,往往在其輸入端加有不同的偏置條件,則不同的偏置情況即對應有高低不同的反向截止電流和相應的擊穿電壓。基極開路的狀況就對應於上述的擊穿電壓BVceo,如果基極-發射極短路的狀況所對應的擊穿電壓為BVces、基極-發射極之間接有電阻Rb的狀況所對應的擊穿電壓為BVcer、基極-發射極之間接有反向偏置電源的狀況所對應於擊穿電壓為BVcex,基極-發射極之間接有正向偏置電源的狀況所對應於擊穿電壓為BVcez,則這些擊穿電壓之間的大小關係為:  BVcez<BVceo<BVcer<BVces<BVcex<BVcbo 。

上一篇[揚·胡斯]    下一篇 [齊納擊穿]

相關評論

同義詞:暫無同義詞