理论教育 晶体管参数与温度影响分析

晶体管参数与温度影响分析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:晶体管的参数可用来表征其性能的优劣和适用范围,也是设计电路、选用晶体管的主要依据。但其受温度影响很大,是晶体管工作不稳定的主要因素。PCM主要受结温的限制,因此它与环境温度有关,环境温度低,散热条件好时,其允许的最大集电极功耗可得到较大的提高。

晶体管参数与温度影响分析

晶体管的参数可用来表征其性能的优劣和适用范围,也是设计电路、选用晶体管的主要依据。

1.电流放大系数,β

直流电流放大系数β:当晶体管接成共射极电路时,在静态(无交流输入信号)时集电极电流IC(输出电流)与基极电流IB(输入电流)的比值称为直流电流放大系数:

交流电流放大系数β:当晶体管工作在动态(有交流输入信号)时,基极电流的变化量为ΔiB,引起集电极电流的变化量为ΔiC。ΔiC 与ΔiB 的比值称为交流电流放大系数:

交流电流放大系数β 在手册中常用hfe来表示。在数值上直流电流放大系数与交流电流放大系数β 相差不大,因此在应用时一般不予区分,均用β 表示。

电流放大系数是衡量晶体管电流放大能力的重要指标,在具体的放大电路中,根据不同的性能指标,对晶体管的β 值往往有不同的要求。一般来说,在工程应用中β 值太大则稳定性差;β 值太小则电流放大能力不满足要求,通常认为β 在40~100是较合适的。

2.反向电流

晶体管的极间反向电流是反映其质量的指标,极间反向电流越小,晶体管质量越高。因反向电流直接影响电子线路工作的稳定性和高温下的工作性能。所以在工程应用中需要考虑以下两个反向电流:(www.daowen.com)

(1)集电极-基极间反向饱和电流ICBO,是指在发射极开路(iE=0)时,集电区和基区的少数载流子,在集电结反偏电压作用下漂移而形成的反向电流。它与二极管中的反向饱和电流ISR在本质上是相同的。ICBO的值很小,在室温下,小功率硅管约几微安,锗管约为几十微安。但其受温度影响很大,是晶体管工作不稳定的主要因素。

(2)集电极-发射极间穿透电流ICEO,是指基极开路(iB=0)时,集电极与发射极之间的反向电流,用ICEO表示,受温度影响更严重,因而对晶体管的工作影响更大。

3.集电极最大允许耗散功率PCM

由于集电极电流流过集电结时会消耗功率而产生热量,使晶体管的结温升高,从而会引起管子参数变化。当晶体管因受热引起的参数变化不超过允许值时,集电极所消耗的最大功率,称为集电极最大允许耗散功率PCM

PCM主要受结温的限制,因此它与环境温度有关,环境温度低,散热条件好时,其允许的最大集电极功耗可得到较大的提高。

通常锗管允许结温70~90 ℃,硅管约为150 ℃。

根据晶体管的PCM值,由

PCM=ICUCE

可在晶体管的输出特性曲线上作出PCM曲线,如图5-40所示,PCM曲线以下区域为安全工作区。对于大功率晶体管,在使用中必须加装散热片,以防过热而烧毁。

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