【正文】 0 24）耗盡層電容 可以證明共發(fā)射極短路電流增益的截止頻率為 ? ? FETCTED m hCCCg?????（ 385） Π 型等效電路 雙極結(jié)型晶體管 對(duì)于 CDCTE+CTC的情形，增益 — 帶寬乘積為 （ 386） 22BnFET xDh ?????注意：增益 — 帶寬乘積與上節(jié)中均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)渡越時(shí)間的倒數(shù)是完全相同的 。 Π 型等效電路 雙極結(jié)型晶體管 ? 導(dǎo)出公式（ 378）、（ 381）、（ 384） 。 ? 畫(huà)出混接 Π 型等效電路。 Π 型等效電路 學(xué)習(xí)要求 雙極結(jié)型晶體管 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 由圖 325b中的電流脈沖驅(qū)動(dòng)，使得晶體管運(yùn)用于截止區(qū)與飽和區(qū) 。 LR C CV CI BI （ a ） t BI 1BI 2BI C SI C S C S dt rt St ft （ d ） CI C EV C CV C SI LR1 通 斷 （ c ） 圖 325 雙極晶體管的開(kāi)關(guān)運(yùn)用：（ a）電路圖，（ b）基極電流驅(qū)動(dòng)， （ c）輸出 VI? 特性，（ d）輸出電流波形 雙極結(jié)型晶體管 在截止?fàn)顟B(tài) , 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于反偏狀態(tài)。集電極電流很小 ,阻抗很高，晶體管處于“關(guān)”態(tài)。 在飽和狀態(tài)集電極電流很大而且它的阻抗很低，所以晶體管被認(rèn)為是“通”態(tài)。 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 LR C CV CI BI （ a ） t BI 1BI 2BI C SI C S C S dt rt St ft （ d ） CI C EV C CV C SI LR1 通 斷 （ c ） , VVVV CEE ?? VV C ??硅晶體管在飽和區(qū) 在飽和狀態(tài)，集電極電流被負(fù)載電阻所限制： ? ? ? ?LCECCCCS Rs a tVVs a tII ???（ 387） 雙極結(jié)型晶體管 （ 388） ? ?C CCBAFE FE LI sa t VIh h R??在“通”和“斷”兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是通過(guò)改變載流子的分布來(lái)完成的。 載流子分布不能立刻改變。需要一個(gè)過(guò)渡時(shí)間，稱(chēng)為 開(kāi)關(guān)時(shí)間 。集電極電流的典型開(kāi)關(guān)波形示于圖 325 （ d）中，開(kāi)關(guān)時(shí)間的定義 : 導(dǎo)通延遲時(shí)間 td是從加上輸入階躍脈沖至輸出電流達(dá)到最終值的百分之十所經(jīng)歷的時(shí)間。它受到下列因素的限制： （ 1） 從反偏壓改變到新電平，結(jié)的耗盡層電容的充電時(shí)間 ； （ 2）載流子通過(guò)基區(qū)和集電結(jié)耗盡層的渡越時(shí)間。 驅(qū)動(dòng)晶體管進(jìn)入飽和所需要的最小基極電流為 ： 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 雙極結(jié)型晶體管 少數(shù)載流子密度 發(fā)射極 基極 集電極 飽和 飽和 截止 有源 pn np CQ BXQ BQ 圖 326 飽和時(shí)的 貯存 在基區(qū)和集電區(qū)中的電荷 同時(shí)表示了處在截止和有源區(qū)的基區(qū)電荷 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 雙極結(jié)型晶體管 關(guān)斷的下降時(shí)間 ：表示集電極電流從它最大值的百分之九十下降到百分之十的時(shí)間間隔。這是上升時(shí)間的逆過(guò)程，并且受到同樣的因素限制。 ft 從基極電流發(fā)生負(fù)階躍到集電極電流下降到 之間的時(shí)間。 st? ?satI 上升時(shí)間 ：電流 從 （ ）的百分之十上升到百分之九十所需要的時(shí)間。它對(duì)應(yīng)于在基區(qū)建立少數(shù)載流子分布以達(dá)到集電極飽和電流的百分之九十。該時(shí)間受輸出時(shí)間常數(shù)的 影響。 rt CI satLTCRCCI 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 雙極結(jié)型晶體管 對(duì)連續(xù)性方程（ 1213a）從 0至 求一次積分（令 ） nW 0?G? ? ? ?pSSnppQdtdQWII????0dxpqAQ nW nS ? ?? 0 （ 2106） ，得到 由 nBBBQdtdQi??? 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 用 代替 （ 0）， 用 代替 ，并用 代替 ，便得到正向有源模式的基區(qū)電荷控制方程： Bi PI BQ SQ n? p?雙極結(jié)型晶體管 在穩(wěn)態(tài)條件下，式中依賴(lài)于時(shí)間的項(xiàng)為零。由上式，基極電流可表示為 nBBQI??當(dāng)進(jìn)入飽和時(shí)，總電荷為 BXB ? ，電荷控制方程變?yōu)? dtdQdtdQi BXBsBXnBB ??????現(xiàn)在讓我們突然把基極電流從 1BI 改變到 2BI? ，過(guò)量電荷開(kāi)始減少，但有源電荷 BQ ??0t st 之間保持不變。于是在這段時(shí)間內(nèi)可以令 在 和 0?dtdQB 以及 BAnB IQ ?? 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 雙極結(jié)型晶體管 于是有 或 方程（ ）的通解為： 2B x B xBBnsQ d Idt??? ? ? ?)( 2 BABsBxBx IIQdtdQ ?????特解為 BAB II ?2（ ） / stBXQ A e ??? 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 雙極結(jié)型晶體管 ? ?BABsBX IIQ ?? 1?? ? ? ?BABstBBsBX IIeIIQ s ???? ? 221 ?? ?在 時(shí)，全部過(guò)量少數(shù)載流子被去除掉， 。因此求得 stt ? 0?BXQ221lnBBABBss IIIIt??? ?在 t= 時(shí)，方程（ ）中的時(shí)間依賴(lài)項(xiàng)為零，并利用（ ）式得到過(guò)量電荷為 0? 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 這是方程（ ）的初始條件。于是得方程（ ）的解為 雙極結(jié)型晶體管 學(xué)習(xí)要求 ? 了解晶體管開(kāi)關(guān)工作原理。 ? 為什么晶體管開(kāi)關(guān)需要開(kāi)關(guān)時(shí)間？ ? 了解晶體管開(kāi)關(guān)時(shí)間所涉及的物理過(guò)程。 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 雙極結(jié)型晶體管 在發(fā)射極開(kāi)路的情況下，晶體管集電極和基極兩端之間容許的最高反向偏壓 : 經(jīng)驗(yàn)公式（對(duì)于共基極電路）： 0CBBV? ? nC B OCB BVVM ?? 1 1圖 327中，在 處 突然增加 .從集電極電流與發(fā)射極電流之間的關(guān)系來(lái)看，包含雪崩效應(yīng)的有效電流增益增大 M倍，即 0CBBV CIMa?*?（ 399） （ 3100） 晶體管中最高電壓的根本限制與在 PN結(jié)二極管中的相同，即雪崩擊穿或齊納擊穿。但是，擊穿電壓不僅依賴(lài)于所涉及的 PN結(jié)的性質(zhì)，它還依賴(lài)于外部的電路結(jié)構(gòu)。 雙極結(jié)型晶體管 當(dāng) M接近無(wú)窮時(shí)滿(mǎn)足擊穿條件。 CI 0 V 0CEBV 0CBBV ? ?CB ? ?CE ? ?CE ??BR 0?BR 圖 327 共發(fā)射極和共基極電路的擊穿電壓 共發(fā)射極擊穿電壓比共基極擊穿電壓低很多。 雙極結(jié)型晶體管 ? 穿通電壓 ：若在發(fā)生雪崩擊穿之前集電結(jié)的空間電荷層到達(dá)了發(fā)射結(jié)，則晶體管穿通，這個(gè)擊穿電壓就叫做穿通電壓。 ? 穿通機(jī)制 ：一個(gè)晶體管的空間電荷區(qū)及能帶分布示于圖 328中。在這種條件下，發(fā)射區(qū)和集電區(qū)被連接成好象一個(gè)連續(xù)的空間電荷區(qū)，使發(fā)射結(jié)處的勢(shì)壘被穿通時(shí)的集電結(jié)電壓降低了。結(jié)果是，使得大的發(fā)射極電流得以在晶體管當(dāng)中流過(guò)并發(fā)生擊穿 。 ? 穿通擊穿的特點(diǎn) ：穿通擊穿的 IV曲線(xiàn)不象雪崩擊穿那樣陡直。 耗盡層 在穿通前 在穿通后 （ a） （ b） （ c） （ a） 穿通前的空間電荷區(qū) （ b）能帶圖 （ c） 穿通后的空間電荷區(qū) 雙極結(jié)型晶體管 學(xué)習(xí)要求 ? 掌握晶體管兩種擊穿機(jī)制。