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晶体管分类:双极型晶体管和场效应管
双极型晶体管分类:NPN型管和PNP型管
双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor)
双极型晶体管是一种电流控制器件,电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比,双极型晶体管开关速度慢,输入阻抗小,功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高,已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域,起放大、振荡、开关等作用。 晶体管:用不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就构成了晶体管.
输入特性曲线:描述了在管压降UCE一定的情况下,基极电流iB与发射结压降uBE之间的关系称为输入伏安特性,可表示为: 硅管的开启电压约为0.7V,锗管的开启电压约为0.3V。
输出特性曲线:描述基极电流IB为一常量时,集电极电流iC与管压降uCE之间的函数关系。可表示为:
双极型晶体管输出特性可分为三个区
★截止区:发射结和集电结均为反向偏置。IE@0,IC@0,UCE@EC,管子失去放大能力。如果把三极管当作一个开关,这个状态相当于断开状态。
★饱和区:发射结和集电结均为正向偏置。在饱和区IC不受IB的控制,管子失去放大作用,UCE@0,IC=EC/RC,把三极管当作一个开关,这时开关处于闭合状态。
★放大区:发射结正偏,集电结反偏。
放大区的特点是:
◆IC受IB的控制,与UCE的大小几乎无关。因此三极管是一个受电流IB控制的电流源。
◆特性曲线平坦部分之间的间隔大小,反映基极电流IB对集电极电流IC控制能力的大小,间隔越大表示管子电流放大系数b越大。
◆伏安特性最低的那条线为IB=0,表示基极开路,IC很小,此时的IC就是穿透电流ICEO。
◆在放大区电流电压关系为:UCE=EC-ICRC, IC=βIB
◆在放大区管子可等效为一个可变直流电阻。
极间反向电流:是少数载流子漂移运动的结果。
集电极-基极反向饱和电流ICBO :是集电结的反向电流。
集电极-发射极反向饱和电流ICEO :它是穿透电流。
ICEO与CBO的关系:
特征频率 :由于晶体管中PN结结电容的存在,晶体管的交流电流放大系数会随工作频率的升高而下降,当 的数值下降到1时的信号频率称为特征频率 。
双极型晶体管极限参数
★最大集电极耗散功率 如图所示。
★最大集电极电流 :使b下降到正常值的1/2~2/3时的集电极电流称之为集电极最大允许电流。
★极间反向击穿电压:晶体管的某一电极开路时,另外两个电极间所允许加的最高反向电压即为极间反向击穿电压,超过此值的管子会发生击穿现象。温度升高时,击穿电压要下降。
一、单极型晶体管在目前使用的pnp或npn面结型晶体管的工作中,包括金属-氧化物-半导体晶体管在内的场效应晶体管,只需要一种载流子,这种晶体管就叫做单极晶体管。单极晶体管即场效应晶体管,因为场效应晶体...
优点是工作速度快,噪声小;缺点是不易集成,还有功耗太大。
只用一种载流子进行导电的晶体管称为单极型晶体管。
是发射极开路时集电极-基极间的反向击穿电压,这是集电结所允许加的最高反向电压。是基极开路时集电极-发射极间的反向击穿电压,此时集电结承受的反向电压。
是集电极开路时发射极-基极间的反向击穿电压,这是发射结所允许加的最高反向电压。
这是共发射极组态的击穿电压,即基极开路时、集电极与发射极之间的击穿电压。由于在基极开路时,集电结是反偏、发射结是正偏的,即BJT处于放大状态。
温度对的影响: 是集电结加反向电压时平衡少子的漂移运动形成的,当温度升高时,热运动加剧,更多的价电子有足够的能量挣脱共价键的束缚,从而使少子的浓度明显增大, 增大。
温度每升高10 时, 增加约一倍。硅管的 比锗管的小得多,硅管比锗管受温度的影响要小。
温度对输入特性的影响:温度升高,正向特性将左移。
温度对输出特性的影响:温度升高时 增大。
光电三极管:依据光照的强度来控制集电极电流的大小。
暗电流ICEO:光照时的集电极电流称为暗电流ICEO,它比光电二极管的暗电流约大两倍;温度每升高25 ,ICEO上升约10倍。
第五章双极型晶体管开关特性
第五章双极型晶体管开关特性
第五章双极型晶体管开关特性 (2)
第五章双极型晶体管开关特性 (2)
绝缘栅双极型晶体管
insulatedgatebipolartransistor,IGBT,集MOSFET和GTR的优点于一身,具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压大电流等优点,已广泛应用于变频器和其他调速电路中。
批准号 |
60876061 |
项目名称 |
碳化硅金属-半导体双极型晶体管的研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
F0405 |
项目负责人 |
张玉明 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
西安电子科技大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
40(万元) |
IGBT作为开关使用时,为使通态压降UcE低,通常选择为氏E值为10一15v,此情况下通态压降接近饱和值。UGE值影响短路破坏耐量(时间),耐量值为微秒级,UG。值增加,短路破坏耐量(时间)减少。门极电阻R。的取值影响开关时间,RG值大,开关时间增加,单个脉冲的开关损耗增加。但RG值减小时,di/dt增大,可能会导劲GBT误导通。R殖一般取几十欧至几百欧。主要参数Ic为集电极额定最大直流电流;U(BocES为门极短路时的集一射极击穿电压;尸C为额定l日ey日onshonshuong]!x一ng}ing丈}guon绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebiPolartransistor,IG召T)一种场控自关断的电力电子器件,又称绝缘门极双极型晶体管。此种晶体管在80年代迅速发展起来。IGBT的等效电路、图形符号如图(a)所示,图(b)、(c)分别为其转移特性和输出特性。IGBT的输人驱动级为N沟道增强型绝缘栅场效应晶体管MOSFET,输出级为电力晶体管(GTR),形成达林顿晶体管电路结构。因此IGBT兼有MOSFET高输人阻抗、快开关速度和GTR的高电流密度、低通态压降的优点,但IGBT的门极偏置(又称栅极偏置)对特啊性影响很大。门极偏置IGBT的导通和关断是由门极电压控制的。如图(b)所示,当门极电压UGE大于N沟道MOSFET的闭值电压(开启电压)UGE(th)时,MOSFET导通,从而给PNP管提供基极电流而使其导通;当门极电压小于氏E(th)啊时,MOSFET关断,PNP管无基极电流流过而截止。如图(。)所示,当IGBT导通时,工作在特性曲线电流上升区域,UGE增大时,UcE值减小。的最大耗散功率;UcE(sat)为集一射极间的饱和压降;IcE(、,为门极短路时集电极最大关断电流;Rth为结壳间的最大热阻;T为最高工作温度。发展表中列出了各代IGBT器件的典型特性参数。IGBT发展非常迅速,正在向高频、高压、大电流以及降低器件的开关损耗和通态损耗方向发展。已研制出电压高达RN任啊于二Go一』(a)它珑功勺(b)鲡电为50O0V,10DA/emZ流密度下UCE、。认,E,鲡鲡2.SV左右的IGBT。IGBT、功率MOSF-ET发展前景广阔,已成为中、小功率低压应用领域的主导器件。由于IGBT特性参数优越,,预计2000年功率达IMVA的GTR和GTO逆变器,将被IGBT逆变器所替代。UOE】>陇E,