【正文】 S≈0，相當(dāng)于開關(guān)的接通狀態(tài)；工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，IC≈0，相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，因此，三極管可當(dāng)做開關(guān)器件使用。一般作放大用的三極管，均須工作于此區(qū)。三極管的反向工作電壓應(yīng)小于擊穿電壓的（1／2～1／3），以保證管子安全可靠地工作。BVCBO是指發(fā)射極開路時(shí)，集電極與基極間的反向擊穿電壓。一般規(guī)定在β值下降到額定值的2／3（或1／2）時(shí)所對應(yīng)的集電極電流為ICM當(dāng)IC＞ICM時(shí)，β值已減小到不實(shí)用的程度，且有燒毀管子的可能。當(dāng)已知管子的PCM 時(shí)，利用上式可以在輸出特性曲線上畫出PCM 曲線。PCM ＝ICUCE GS0126當(dāng)實(shí)際功耗Pc大于PCM時(shí)，不僅使管子的參數(shù)發(fā)生變化，甚至還會燒壞管子。在fβ～fT的范圍內(nèi)，β值與f幾乎成線性關(guān)系，f越高，β越小，當(dāng)工作頻率f＞fT，時(shí)，三極管便失去了放大能力。當(dāng)β值下降到中頻段βO1／倍時(shí)，所對應(yīng)的頻率，稱為共射極截止頻率，用fβ表示。三、頻率參數(shù)頻率參數(shù)是反映三極管電流放大能力與工作頻率關(guān)系的參數(shù)，表征三極管的頻率適用范圍。該電流好象從集電極直通發(fā)射極一樣，故稱為穿透電流。ICEO = ICBO＋I(xiàn)CBO＝（1＋）ICBO GS0125ICEO與ICBO的關(guān)系為：在相同環(huán)境溫度下，硅管的ICBO比鍺管的ICBO小得多。在一定溫度下，ICBO 是一個(gè)常量。ICBO是指發(fā)射極開路，在集電極與基極之間加上一定的反向電壓時(shí)，所對應(yīng)的反向電流。1．集基反向飽和電流ICBO二、極間反向電流共基極直流電流放大系數(shù)它表示三極管在共基極連接時(shí)，某工作點(diǎn)處IC 與 IE的比值。2．共基極電流放大系數(shù)管子的β值大小時(shí)，放大作用差；β值太大時(shí)，工作性能不穩(wěn)定。（2）共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β它表示三極管共射極連接、且UCE恒定時(shí)，集電極電流變化量ΔIC與基極電流變化量ΔIB之比，即（1）共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)，它表示三極管在共射極連接時(shí)，某工作點(diǎn)處直流電流IC與IB的比值，當(dāng)忽略ICBO時(shí)1．共發(fā)射極電流放大系數(shù)一、電流放大系數(shù)在放大區(qū)，三極管的發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。在此區(qū)域內(nèi)，特性曲線近似于一簇平行等距的水平線，Ic的變化量與IB的變量基本保持線性關(guān)系，即ΔIc=βΔIB，且ΔIc ΔIB ，就是說在此區(qū)域內(nèi)，三極管具有電流放大作用。這時(shí)Ics與IBS 的關(guān)系仍然成立。它是各特性曲線急劇拐彎點(diǎn)的連線。UCES很小，通常中小功率硅管UCES＜；三極管基極與發(fā)射極之間的電壓稱為基一射飽和壓降，以UCES表示，硅管的UCES在0．8V左右。飽和時(shí)，三極管的發(fā)射給和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)。也就是說，UCE較小時(shí)，Ic雖然增加，但I(xiàn)c增加不大，即IB失去了對Ic的控制能力。（2）飽和區(qū)：指綠色區(qū)域。（1）截止區(qū)：指IB=0的那條特性曲線以下的區(qū)域。由圖還可以看出，輸出特性曲線可分為三個(gè)區(qū)域：輸出特性曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：二、輸出特性曲線輸出特性曲線如圖Z0120所示。當(dāng)UCE 較大時(shí)（如UCE ＞1V），集電結(jié)所加反向電壓，已足能把注入基區(qū)的非平衡載流子絕大部分都拉向集電極去，以致UCE再增加，IB 也不再明顯地減小，這樣，就形成了各曲線幾乎重合的現(xiàn)象。這是因?yàn)閁CE由零逐漸增大時(shí)，使集電結(jié)寬度逐漸增大，基區(qū)寬度相應(yīng)地減小，使存貯于基區(qū)的注入載流子的數(shù)量減小，復(fù)合減小，因而IB減小。這是因?yàn)閁CE = 0時(shí)，集電極與發(fā)射極短路，相當(dāng)于兩個(gè)二極管并聯(lián)，這樣IB與UCE 的關(guān)系就成了兩個(gè)并聯(lián)二極管的伏安特性。IB＝f（UBE）| UBE = 常數(shù) 在三極管共射極連接的情況下，當(dāng)集電極與發(fā)射極之間的電壓UBE 維持不同的定值時(shí)，UBE和IB之間的一簇關(guān)系曲線，稱為共射極輸入特性曲線，如圖Z0119所示。一、輸入特性曲線應(yīng)用最廣泛的是共發(fā)射極電路，其基本測試電路如圖Z0118所示，共發(fā)射極特性曲線可以用描點(diǎn)法繪出，也可以由晶體管特性圖示儀直接顯示出來。它不僅能反映三極管的質(zhì)量與特性，還能用來定量地估算出三極管的某些參數(shù)，是分析和設(shè)計(jì)三極管電路的重要依據(jù)。只要Rc取值較大，便有uo ?font size=+1ui ，從而實(shí)現(xiàn)了放大。由于發(fā)射結(jié)電壓增加了ui（由UBE 變成UBE + uI）引起基極電流增加了ΔIB，集電極電流隨之增加了ΔIC ，ΔIC =βΔIB，它在RC形成輸出電壓uo=ΔICRC=βΔIB RC 。2．三極管的放大作用圖Z0117為共射接法的三極管放大電路。由它們各自的表達(dá)式知：即:一般≤1 （～）， 1（約20～200）。該式說明IE對IC也有控制作用。將這二者的比值稱為共基極直流電流放大系數(shù)，用表示即:由于 IC = INC＋I(xiàn)ICBO，且IC ＞＞ICBO，故: 　　　　　　　　　　　　 此式表明，集電極電流由兩部分組成：一部分是，它表示IC與IB的比例關(guān)系，另一部分是稱為穿透電流其意義將在三極管參數(shù)中介紹。令則上式可寫成:變換一下式GS0110，可寫成對于一個(gè)特定的三極管，這二者的比例關(guān)系是確定的，通常將這個(gè)比值稱為共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)。對于不同的晶體管，盡管IC與IB的比例是不同的，但上式總是成立的，所以它是三極管各極電流之間的基本關(guān)系式。制造時(shí)，總是盡量設(shè)法減小它。集電結(jié)外加較大的反向電壓，使結(jié)內(nèi)電場很強(qiáng)，基區(qū)中擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的電子，受強(qiáng)電場的作用，迅速漂移越過集電結(jié)而進(jìn)入集電區(qū)，形成集電極電流Inc。3．集電區(qū)收集載流子的過程由于基區(qū)寬度制作得很小，且摻雜濃度也很低，從而大大地減小了復(fù)合的機(jī)會，使注入基區(qū)的95％以上的電子載流子都能到達(dá)集電結(jié)。但是，由于基區(qū)摻雜濃度比發(fā)射區(qū)小2～3個(gè)數(shù)量級，注入發(fā)射區(qū)的空穴流與注入基區(qū)的電子流相比，可略去。由于發(fā)射結(jié)外加正向電壓，發(fā)射區(qū)的電子載流子源源不斷地注入基區(qū)，基區(qū)的多數(shù)載流子空穴，也要注入發(fā)射區(qū)。1．發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入載流子的過程必須注意，無論那種接法，為了使三極管具有正常的電流放大作用，都必須外加大小和極性適當(dāng)?shù)碾妷?。如圖Z0115所示。三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動規(guī)律、電流分配關(guān)系和放大作用在實(shí)際應(yīng)用中，從不同的角度對三極管可有不同的分類方法。二、分類③ 使集電區(qū)面積最大，且摻雜濃度小于發(fā)射區(qū)，以有效地收集載流子。② 使基區(qū)摻雜濃度最小，且區(qū)最薄，以有效地傳輸載流子；① 使發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高，以有效地發(fā)射載流子；為了保證三極管具有良好的電流放大作用，在制造三極管的工藝過程中，必須作到： 它有兩個(gè)PN結(jié)（分別稱為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)），三個(gè)區(qū)（分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)），從三個(gè)區(qū)域引出三個(gè)電極（分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c）。在三極管內(nèi)，有兩種載流子：電子與空穴，它們同時(shí)參與導(dǎo)電，故晶體三極管又稱為雙極型晶體三極管，簡記為BJT（英文Bipo1ar Junction Transistor的縮寫）。晶體三極管α是指Vz受溫度影響的程度。（5）溫度系數(shù)α Pz是由管子溫升所決定的參數(shù)， Pz＝Vz IZmax 。（4）額定功耗PZrZ 越小，表明穩(wěn)壓管性能越好。其中IZmin 是指穩(wěn)壓管開始起穩(wěn)壓作用時(shí)的最小電流，電流低于此值時(shí)，穩(wěn)壓效果差；IZmax是指穩(wěn)壓管穩(wěn)定工作時(shí)的最大允許電流，超過此電流時(shí)，只要超過額定功耗，穩(wěn)壓管將發(fā)生永久性擊穿。IZ是指穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的參考電流。所以，Vz一般給出的是范圍值，～ （測試電流為10mA）。Vz穩(wěn)壓管反向擊穿后其電流為規(guī)定值時(shí)它兩端的電壓值。3. 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)2. 穩(wěn)壓管的擊穿特性 穩(wěn)壓管的正向特性與一般二極管相同，而反向擊穿特性很陡峭。無論哪種擊穿，只要控制反向電流的數(shù)值不致引起熱擊穿，當(dāng)反向電壓下降到擊穿電壓以下，其性能可以恢復(fù)到未擊穿前的狀況。對于硅PN結(jié)，擊穿電壓在7V以上的為雪崩擊穿；4V以下的為齊納擊穿；在。在使用二極管的過程中，如由于PN結(jié)功耗（反向電流與反向電壓之積）過大，使結(jié)溫升高，電流變大，循環(huán)反復(fù)的結(jié)果，超過PN結(jié)的允許功耗，使PN結(jié)擊穿的現(xiàn)象叫熱擊穿。（3）熱擊穿齊納擊穿一般發(fā)生在低反壓、高摻雜的情況下。 對于摻雜濃度較低的PN結(jié)，結(jié)較厚，當(dāng)外加反向電壓高到一定數(shù)值時(shí)，因外電場過強(qiáng)，使PN結(jié)內(nèi)少數(shù)載流子獲得很大的動能而直接與原子碰撞，將原子電離，產(chǎn)生新的電子空穴對，由于鏈鎖反應(yīng)的結(jié)果，使少數(shù)載流子數(shù)目急劇增多，反向電流雪崩式地迅速增大，這種現(xiàn)象叫雪崩擊穿。（1）雪崩擊穿二極管的擊穿通常有三種情況，即雪崩擊穿、齊納擊穿和熱擊穿。硅穩(wěn)壓二極管（簡稱硅穩(wěn)壓管）實(shí)質(zhì)上是一個(gè)硅晶體二極管。穩(wěn)壓二極管并且二極管開、關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間．這就限制了它的開關(guān)速度。但實(shí)際二極管作為開關(guān)運(yùn)用，并不是太理想的。二極管正偏時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)的接通；反偏時(shí)截止相當(dāng)于開關(guān)的斷開，表明二極管具有開關(guān)特性。三、二極管的開關(guān)特性在二極管兩端加直流偏置電壓和工作在交流小信號的條件下，可以用簡化的電路來等效。在直流電路中如果考慮到二極管的電阻和門限電壓的影響。正偏時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)閉合（ON），電阻為零，壓降為零；反偏時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)斷開（OFF），電阻為無限大，電流為零。顯然等效電路是在一定條件下的近似。為了使電路的分析簡化，可以用線性元件組成的電路來模擬二極管。 總之，二極管呈現(xiàn)出兩種電容，它的總電容Cj相當(dāng)于兩者的并聯(lián)，即Cj＝CB + CD。相反，當(dāng)正向電壓減小時(shí)，擴(kuò)散減弱，即由N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的電子數(shù)和由P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)的空穴數(shù)減少，造成兩個(gè)區(qū)域內(nèi)電荷的減少，、這相當(dāng)于電容器放電。顯然，在P區(qū)積累了電子，即存貯了一定數(shù)量的負(fù)電荷；同樣，在N區(qū)也積累了空穴，即存貯了一定數(shù)即正電荷。當(dāng)外加反向電壓增大時(shí)，勢壘電容減??；反向電壓減小時(shí)，勢壘電容增大。這種現(xiàn)象可以用一個(gè)電容來模擬，稱為勢壘電容。從這一結(jié)構(gòu)來看，PN結(jié)等效于一個(gè)電容器。二極管具有電容效應(yīng)。一、二極管的電容效應(yīng)如表Z101所示。二極管的型號命名通常根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB24974規(guī)定，由五部分組成。半導(dǎo)體二極管的型號命名通常半導(dǎo)體手冊上給出的參數(shù)都是在一定測試條件下測出的，使用時(shí)應(yīng)注意條件。通常，二極管的交流正向電阻在 幾～幾十歐姆之間。（2）交流等效電阻rd　　　　　　　　　　 正反向直流電阻差距越大，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩Ｆ湓蚴嵌O管工作點(diǎn)的位置不同。通常用萬用表測出來的二極管電阻即直流電阻。5．二極管的電阻fM的大小主要由二極管的電容效應(yīng)來決定。fM是指二極管正常工作時(shí)，允許通過交流信號的最高頻率。IR 愈小，表明二極管的單向?qū)щ娦阅苡?。IR是指二極管未被反向擊穿時(shí)的反向電流。VRM是指二極管反向運(yùn)用時(shí)，所允許加的最大反向電壓。2．最高反向工作電壓VRM實(shí)際應(yīng)用時(shí)，工作電流應(yīng)小于IF（AV），否則，可能導(dǎo)致結(jié)溫過高而燒毀PN結(jié)。IF（AV）是指二極管長期工作時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。二極管的主要參數(shù)有以下幾種：描述二極管特性的物理量稱為二極管的參數(shù)，它是反映二極管電性能的質(zhì)量指標(biāo)，是合理選擇和使用二極管的主要依據(jù)。半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)C：，反向電流大約增大1倍左右。一般在室溫附近，溫度每升高1176。IR（sat）是二極管的反向飽和電流。由理論分析可知，二極管的伏安特性可近似用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式來表示：式中，iD為流過二極管的電流，uD。四、二極管伏安特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值UBR時(shí)，反向電流劇增，這種現(xiàn)象稱為二極管的擊穿，UBR（或用VB表示）稱為擊穿電壓，UBR視不同二極管而定，普通二極管一般在幾十伏以上且硅管較鍺管為高。三、反向擊穿特性但反向電流是溫度的函數(shù)，將隨溫度的變化而變化。這時(shí)只有少數(shù)載流子在反向電壓作用下的漂移運(yùn)動形成微弱的反向電流IR。通常，～ （），～ （）。當(dāng)正向電壓大于Uγ以后，正向電流隨正向電壓幾乎線性增長。Uγ視二極管材料和溫度的不同而不同，常溫下。當(dāng)正向電壓升高到一定值Uγ（Uth ）以后內(nèi)電場被顯著減弱，正向電流才有明顯增加。 一、正向特性由圖可以看出，當(dāng)所加的正向電壓為零時(shí)，電流為零；當(dāng)正向電壓較小時(shí)，由于外電場遠(yuǎn)不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場對多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動所造成的阻力，故正向電流很?。◣缀鯙榱悖O管呈現(xiàn)出較大的電阻。用逐點(diǎn)測量的方法測繪出來或用晶體管圖示儀顯示出來的U～I(xiàn)曲線，稱二極管的伏安特性曲線。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的，它的主要特性就是單向?qū)щ娦?，通常主要用它的伏安特性來表示?平面型適用于工作電流大、功率大、工作頻率低的場合。面結(jié)合型適用于工作電流較大、工作頻率較低的場合；（如圖Z0109）點(diǎn)接觸型適用于工作電流小、工作頻率高的場合；（如圖Z0108） 　　 　　　　　　　　　　按其結(jié)構(gòu)，通常有點(diǎn)接觸型和面結(jié)型兩類。在5～8V之間兩種擊穿可能同時(shí)發(fā)生。采取適當(dāng)?shù)膿诫s工藝，將硅PN結(jié)的雪崩擊穿電壓可控制在8～1000V。它們在反向電壓的作用下，形成很大的反向電流，出現(xiàn)了擊穿。由于摻雜濃度很高，PN結(jié)很窄，這樣即使施加較小的反向電壓（5V以下），結(jié)層中的電場卻很強(qiáng)（可達(dá)左右）。顯然雪崩擊穿的物理本質(zhì)是碰撞電離。如此鏈鎖反應(yīng)，使結(jié)內(nèi)載流子數(shù)目劇增，并在反向電壓作用下作漂移運(yùn)動，形成很大的反向電流。當(dāng)它與結(jié)內(nèi)原子發(fā)生直接碰撞時(shí)，將原子電離，產(chǎn)生新的電子一空穴對。反向擊穿可分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩類。當(dāng)PN結(jié)上加的反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然劇增，這種現(xiàn)象稱為PN結(jié)的反向擊穿。三