晶體管的頻率特性與功率特性-資料下載頁
2025-05-09 00:30本頁面
【正文】 特性和功率特性 半導體器件物理 擊穿曲線上可用 A、 B、 C、 D四點將其分為四個區(qū)域。 當電壓 VCE增加到集電結的雪崩擊穿電壓時，首先在 A點發(fā)生雪崩擊穿； 雪崩擊穿后，集電極電流 IC隨電壓增加很快上升。當電流增加到 B點，并在 B點經(jīng)過短暫的停留后，晶體管將由高壓狀態(tài)躍變到低壓大電流 C點，若電路無限流措施，電流將繼續(xù)增加，進入低壓大電流區(qū)域 CD段，直至最后燒毀。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 二次擊穿 器件承受的電壓突然降低，電流繼續(xù)增大，器件由高壓小電流狀態(tài)突然躍入低壓大電流狀態(tài)的一種現(xiàn)象。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 二次擊穿對晶體管具有一定的毀壞作用。 在二次擊穿狀態(tài)下停留一定時間后，會使器件特性惡化或失效。 若外加限流電阻，并適當減小使用功率，對于二次擊穿耐量高的晶體管，可以得到可逆的二次擊穿特性，利用此特性可以制成二次擊穿振蕩器。 二次擊穿耐量低的晶體管，經(jīng)多次二次擊穿后必然失效。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理二次擊穿的機理 ● 熱型（熱不穩(wěn)定型） ：二次擊穿是局部溫度升高和電流集中往復循環(huán)的結果。 而循環(huán)和溫度升高都需要一定的時間，因此熱型二次擊穿的觸發(fā)時間較長。（慢速型） ● 電流型（雪崩注入型） ：由雪崩注入引起 雪崩擊穿即刻發(fā)生，所以此種擊穿的特點是器件由高壓小電流狀態(tài)向低壓大電流狀態(tài)過渡十分迅速，所需延遲時間很短，因此電流型二次擊穿是快速型的二次擊穿。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理晶體管的安全工作區(qū)（ SOA） 晶體管能安全可靠地工作，并具有較長壽命的工作范圍。 由最大集電極電流 ICM，極限電壓 BVCE0，最大功耗線和二次擊穿臨界線 PsB所限定的區(qū)域。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理功率晶體管直流安全工作區(qū) 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 最大功耗線（圖中實線） 由最大耗散功率 PCm、熱阻、最高結溫和環(huán)境溫度決定。 功耗線右邊（ Ⅰ 區(qū)）為功率耗散過荷區(qū)。功率過大，將產(chǎn)生大量熱量，造成引線熔斷和鎳鉻電阻燒毀等。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 二次擊穿臨界線（圖中虛線） 由實驗測定，它隨改善二次擊穿特性措施的實施而逐漸靠近最大功耗線。 區(qū)域 Ⅱ 為熱型二次擊穿區(qū)。工作在此區(qū)內(nèi)，晶體管將產(chǎn)生過熱點，最終導致材料局部熔化，結間產(chǎn)生熔融孔而永久失效。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 Ⅲ 區(qū)為 雪崩注入二次擊穿區(qū) ，若外電路無限流措施，同樣會造成晶體管永久失效。 Ⅳ 區(qū)為 雪崩擊穿區(qū) 。在 Ⅲ 、 Ⅳ 兩區(qū)內(nèi)，若采取限流措施，均不會造成晶體管永久失效， Ⅴ 區(qū)為 電流過荷區(qū) ，電流過荷區(qū)將會使 β、特征頻率等參數(shù)嚴重下降，晶體管性能惡化。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 晶體管的安全工作區(qū) （圖中陰影部分） 安全工作區(qū)的大小與電路工作狀態(tài)有關。 從設計和制造的角度考慮，盡量擴大晶體管的安全工作區(qū)仍是高頻功率管的重要任務。 半導體器件物理 第四章 晶體管的頻率特性和功率特性 半導體器件物理 如何擴大安全工作區(qū) 首先，努力做到使安全工作區(qū)由最大集電極電流 ICM，最高集電極電壓 BVCE0和最大功耗線所限定。 （改善器件的二次擊穿特性，將二次擊穿臨界線移到最大功耗線之外，至少也要移到最大功耗線上。） 其次，通過選擇合適的材料和正確的設計。 （提高器件的耐壓；增大器件的最大電流；降低熱阻，提高晶體管的耗散功率）
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