BJT的主要电学性能参数.doc

BJT的电学性能参数大体上可分为四类:(1)直流性能参数:①直流电流放大系数αo和βo:BJT的直流电流放大系数就是输出直流电流与输入直流电流之比,其数值大小表征着直流放大的性能。电流放大系数与BJT的应用组态有关:共基极BJT的直流电流放大系数为αo≈Ic/Ie;共发射极BJT的直流电流放大系数为βo(或者hfe)≈Ic/Ib。注意,在计算电流放大系数时都未考虑集电结的反向电流。电流放大系数与工作点有关,当偏置的电流或者电压超过某一定数值时即将下降(这是由于Kirk效应和Early效应等影响的结果);并且也与温度有关(因为BJT的电流具有正的温度系数的关系),将随着温度的升高而增大。βo的数值一般为50~200。较大电流放大系数的晶体管不仅可以获得较大的电压增益;而且也将有利于在小电流下使用,以获得较高的输入交流电阻和较低的噪声,这是低噪声晶体管所要求的。②反向电流:Icbo~发射极开路的集电结反向电流。在发射极开路时,因集电结的抽出作用将造成发射结上有一定的浮空电势,但无电流从发射极流入(发射结边缘处的少数载流子浓度梯度为0),然而却有电流从集电极流出——这就是Icbo,实际上就是共基极组态的集电结反向饱和电流。ICBo要大于晶体管处于截止状态时的集电结反向饱和电流。Iceo~基极开路的C-E之间的反向电流,又称为穿透电流。在基极开路时,因为发射结正偏、集电结反偏,所以这是共发射极组态BJT的一种特殊放大状态(即为共发射极放大组态中的输入开路情况);虽然这时的基极电流为0,但是却有很小的集电结反向饱和电流Icbo通过晶体管,并被放大b倍后再从集电极流出——这就是Iceo:晶体管的穿透电流Iceo要比Icbo大得多。并且当集电结有倍增效应(倍增因子为M)时,该穿透电流将更大:穿透电流Iceo不但大于Icbo,而且也大于发射结短路时C-E之间的反向电流——Ices,这是由于这时通过发射结的电流只是集电结反向饱和电流Icbo的一部分(有一部分被短路掉了),所以输出电流Ices要小于βIcbo=Iceo。Iebo~集电极开路的发射结反向电流。该反向电流与Icbo一样,数值很小,但要比晶体管处于截止状态时的漏电流大。③饱和压降:Vbes~发射极饱和压降。是共发射极晶体管在饱和状态工作时、B-E电极之间的电压降;该电压实际上也就是使晶体管产生饱和导通所需要的最小输入电压,一般近似为发射结的正向导通电压(Si-)。Vces~集电极饱和压降。是共发射极晶体管在饱和状态工作时、其C-E电极之间的电压降;该电压反映了晶体管开启状态的性能,实际上也反映了晶体管饱和导通时的功耗大小(饱和电流Ics与Vces的乘积就等于饱和时的功耗),应该越低越好。晶体管的Vces主要来自于串联电阻。对于合金晶体管,则来自于输入端的串联电阻(可能是基极电阻);对于双扩散外延平面晶体管,则来自于集电极串联电阻(集电区材料电阻以及电极接触电阻)。④发射结电压Vbe:电压Vbe即是指晶体管处于导通状态时的发射结电压,主要决定于发射结的势垒高度,与半导体掺杂浓度和温度有关。对于Si-BJT,一般VBE=~。当环境温度升高时,发射结势垒高度降低,则VBE减小(即发射结电压具有负温度系数)。发射结电压的温度系数与一般p-n结正向电压的温度系数相同,即Si-BJT发射