第2章双极型三极管及其放大电路(2)由Qi和Q2两点(uCE=6V)得β== (2.3-1.5)m4=40ig(0.06-0.04)mA上述可见，在输出特性曲线近于平行等距并且IcEo较小的情况下，β和β的数值较为接近。今后在估算时，常用β=β这个近似关系。(3)共基极接法的直流电流放大系数α共基极接法是指输入回路和输出回路的公共端为基极，发射极作为输入，集电极作为输出，α近似等于集电极直流电流Ic与发射极直流电流I之比。a=l(2.1.14)Ie(4)共基极接法的交流电流放大系数αα定义为集电极电流的变化量△ic与发射极电流的变化量△i的比值。Aicα=(2.1.15)Nie根据α和β的定义，可以得出两者的关系NicNic/NigβNic=—α=(2.1.16)AigAic+Ni(ic+Nip)/Ni1+β同一个三极管的α与α数字差别不大，在估算时，常用α=α这个近似关系。2.极间反向电流(1)集电极和基极之间的反向饱和电流IcBOIcBo表示当发射极开路时，集电极和基极之间的反向电流值。测量电路如图2.1.13所示。在室温下，小功率锗管的IcBO约为几微安到几十微安，小功率硅管在1微安以下。IcBO越小越好，因为IcBO是少数载流子的运动形成的，大约温度每升高10℃，IcBo增大一倍，所以IcBo受温度的影响非常大。硅管的温度稳定性优于锗管。51
第 2 章 双极型三极管及其放大电路 51 (2)由 Q1 和 Q2 两点(uCE =6V)得 B C i i ∆ ∆ β = = mA mA )04.006.0( )5.13.2( − − =40 上述可见，在输出特性曲线近于平行等距并且 ICEO较小的情况下，_ β 和 β 的数 值较为接近。今后在估算时，常用 _ β =β 这个近似关系。 (3)共基极接法的直流电流放大系数 _ α 共基极接法是指输入回路和输出回路的公共端为基极，发射极作为输入，集电 极作为输出， _ α 近似等于集电极直流电流 IC与发射极直流电流 IE之比。 E C I I = _ α (2.1.14) (4)共基极接法的交流电流放大系数α α 定义为集电极电流的变化量△iC与发射极电流的变化量△iE的比值。 E C i i ∆ ∆ α = (2.1.15) 根据α 和 β 的定义，可以得出两者的关系 β β α + = ∆∆+∆ ∆ ∆ = ∆+∆ ∆ = ∆ ∆ = 1/)( / BBC BC BC C E C iii ii ii i i i (2.1.16) 同一个三极管的 _ α 与α 数字差别不大，在估算时，常用 _ α =α 这个近似关系。 2. 极间反向电流 (1)集电极和基极之间的反向饱和电流 ICBO ICBO 表示当发射极开路时，集电极和基极之间的反向电流值。测量电路如图 2.1.13 所示。在室温下，小功率锗管的 ICBO约为几微安到几十微安，小功率硅管在 1 微安以下。ICBO越小越好，因为 ICBO是少数载流子的运动形成的，大约温度每升 高 10℃，ICBO 增大一倍，所以 ICBO 受温度的影响非常大。硅管的温度稳定性优于 锗管
第2章双极型三极管及其放大电路ICBO1bICEO图2.1.13测量IcBo的电路图2.1.14测量IcEO的电路(2)集电极和发射极之间的穿透电流IcEOIcEo表示当基极开路时，集电极和发射极之间的电流，测量电路如图2.1.14所示。由式2.1.7可知，IcEO和IcBo的关系为IcEo=(1+β)IcBO而集电极电流Ic则为Ic=βI+IcEO由于IcBo对温度非常敏感，当温度升高时，IcBO增高很快，所以IcEo增加得也很快，Ic也就相应增加。所以三极管的温度稳定性较差，这是它的一个主要缺点。IcBo越大、β越高的管子，稳定性越差。因此，在选管时，要求IcBO尽可能小些，而β以不超过100为宜。3.特征频率斤由于三极管中PN结结电容的存在，三极管的交流电流放大系数是所加信号频率的函数，当信号频率高到一定程度时，集电极电流与基极电流之比数值将下降，因此，当共射放大系数数值下降到1时的信号频率称为特征频率。4.极限参数(1)集电极最大允许电流IcM当集电极电流ic超过一定值时，三极管的β值会下降，当β值下降到正常数值的三分之二时的集电极电流，称为集电极最大允许电流IcM。因此，在使用三极管时，集电极电流超过IcM并不一定会使三极管损坏，但这是以降低β值为代价的。(2)反向击穿电压52
第 2 章 双极型三极管及其放大电路 52 图 2.1.13 测量 ICBO 的电路 图 2.1.14 测量 ICEO 的电路 (2)集电极和发射极之间的穿透电流 ICEO ICEO表示当基极开路时，集电极和发射极之间的电流，测量电路如图 2.1.14 所 示。 由式 2.1.7 可知，ICEO 和 ICBO的关系为 ICEO=(1+β)ICBO 而集电极电流 IC则为 IC=βIB+ICEO 由于 ICBO对温度非常敏感，当温度升高时，ICBO增高很快，所以 ICEO增加得也 很快，IC也就相应增加。所以三极管的温度稳定性较差，这是它的一个主要缺点。 ICBO越大、β 越高的管子，稳定性越差。因此，在选管时，要求 ICBO尽可能小些， 而 β 以不超过 100 为宜。 3.特征频率 fT 由于三极管中 PN 结结电容的存在，三极管的交流电流放大系数是所加信号频 率的函数，当信号频率高到一定程度时，集电极电流与基极电流之比数值将下降， 因此，当共射放大系数数值下降到 1 时的信号频率称为特征频率。 4. 极限参数 (1)集电极最大允许电流 ICM 当集电极电流 iC 超过一定值时，三极管的 β 值会下降，当 β 值下降到正常数 值的三分之二时的集电极电流，称为集电极最大允许电流 ICM。因此，在使用三极 管时，集电极电流超过 ICM并不一定会使三极管损坏，但这是以降低 β 值为代价的。 (2)反向击穿电压
第2章双极型三极管及其放大电路三极管的两个PN结，如果反向电压超过规定值，也会发生击穿。其击穿原理与PN结的击穿原理是类似的，但三极管的击穿电压不仅与管子本身特性有关，而且还取决于外部电路的接法，常用的有U(BR)CEO、U(BR)CBO、U(BR)EBO等。U(BR)CEO是基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压。当三极管的集电极和发射极电压UcE大于U(BR)CEo时，三极管就会被击穿而损坏。三极管在高温下，U(BR)CEO的值将要降低，使用时应特别注意。UBRCBO是指发射极开路时，集电极和基极间的反向击穿电压。这是集电结所充许加的最高反向电压。U(BR)EBO是指集电极开路时发射极和基极间的反向击穿电压。在放大状态，发射结是正偏的，而在某些场合，例如工作在大信号或者开关状态时，发射结就有可能承受到较大的反向电压。(3)集电极最大允许耗散功率PcM由于集电极电流在流经集电结时将产生热量，使结温升高，从而会引起三极管参数变化。当三极管因受热而引起三极管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。超过此值会使管子性能变坏或烧毁。PcM主要受结温的限制，一般来说，锗管允许的结温约为70～90℃，硅管约为150℃左右，根据管子的PcM值，有PcM=icucE(2.1.17)由上式可在三极管的输出特性曲线上做出PcM曲线，它是一条双曲线。由IcM、UBR)CEO、PcM三者共同确定三极管的安全工作区，在曲线的左下方是安全工作区，即icucE<PcM。在右上方是过损耗区（或非安全区），即icucE>PcM，如图2.1.15所示。当大功率三极管按额定值使用时，应加规定的散热片，否则要降低额定值使用。53
第 2 章 双极型三极管及其放大电路 53 三极管的两个 PN 结，如果反向电压超过规定值，也会发生击穿。其击穿原理 与 PN 结的击穿原理是类似的，但三极管的击穿电压不仅与管子本身特性有关，而 且还取决于外部电路的接法，常用的有 U(BR)CEO、U(BR)CBO、U(BR)EBO 等。 U(BR)CEO 是基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压。当三极管 的集电极和发射极电压 UCE大于 U(BR)CEO 时，三极管就会被击穿而损坏。三极管在 高温下，U(BR)CEO的值将要降低，使用时应特别注意。 U(BR)CBO 是指发射极开路时，集电极和基极间的反向击穿电压。这是集电结所 允许加的最高反向电压。 U(BR)EBO 是指集电极开路时发射极和基极间的反向击穿电压。在放大状态，发 射结是正偏的，而在某些场合，例如工作在大信号或者开关状态时，发射结就有 可能承受到较大的反向电压。 (3)集电极最大允许耗散功率 PCM 由于集电极电流在流经集电结时将产生热量，使结温升高，从而会引起三极管 参数变化。当三极管因受热而引起三极管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。超过此值会使管子性能变坏或 烧毁。 PCM主要受结温的限制，一般来说，锗管允许的结温约为 70～90℃，硅管约为 150℃左右，根据管子的 PCM值，有 PCM =iCuCE (2.1.17) 由上式可在三极管的输出特性曲线上做出 PCM曲线，它是一条双曲线。由 ICM 、 U(BR)CEO、PCM三者共同确定三极管的安全工作区，在曲线的左下方是安全工作区， 即 iCuCE＜PCM。在右上方是过损耗区(或非安全区)，即 iCuCE>PCM，如图 2.1.15 所 示。当大功率三极管按额定值使用时，应加规定的散热片，否则要降低额定值使 用
第2章双极型三极管及其放大电路Ic过流区IcM对损全过电工作区程之区勿压UcE0U(BR)CEO图2.1.15三极管的安全工作区2.1.6温度对三极管参数的影响三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现有:(1)温度对UBE的影响当温度升高时，输入特性曲线将向左移动，如图2.1.16所示，反之将向右移动。也就是说，在相同的IB值下，当温度升高后，对应的发射结正向压降UBE的数值会下降，其温度系数约为-(2~2.5)mV/℃。如UBE的温度系数为-2mV/℃，即温度每升高1℃，UBE约下降2mV。(2)温度对IcBo的影响IcBo是集电结加反向电压时，集电区中的少子漂移形成的。当温度上升时、少数载流子数增加，故IcBO上升，其变化规律是，温度每升高10℃，IcBo大致将增加一倍，说明IcBO将随温度按指数规律上升，反之，当温度降低时，IcBO减小。硅管的IcBo比锗管的小，因此硅管比锗管受温度的影响要小。由式2.1.7和式2.1.8可知IcEO=(1+β)IcBO，Ic=βlB+IcEO，有温度T↑—→IcBo→IcEo↑→lct54
第 2 章 双极型三极管及其放大电路 54 图 2.1.15 三极管的安全工作区 2.1.6 温度对三极管参数的影响 三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现 有： (1)温度对 UBE的影响 当温度升高时，输入特性曲线将向左移动，如图 2.1.16 所示，反之将向右移 动。也就是说，在相同的 IB 值下，当温度升高后，对应的发射结正向压降 UBE 的 数值会下降，其温度系数约为-(2～2.5)mV/℃。如 UBE 的温度系数为–2mV/℃，即 温度每升高 1℃，UBE约下降 2mV。 (2)温度对 ICBO的影响 ICBO是集电结加反向电压时，集电区中的少子漂移形成的。当温度上升时、少 数载流子数增加，故 ICBO 上升，其变化规律是，温度每升高 10℃，ICBO 大致将增 加一倍，说明 ICBO 将随温度按指数规律上升，反之，当温度降低时，ICBO 减小。 硅管的 ICBO比锗管的小，因此硅管比锗管受温度的影响要小。 由式 2.1.7 和式 2.1.8 可知 ICEO=(1+β)ICBO，IC=βIB+ICEO，有 温度 T↑→ICBO↑→ICEO↑→IC↑
第2章双极型三极管及其放大电路iB/μA50°℃50℃25℃25°℃LAic10AicfT+UBE/V0UBE2UBE1cr图2.1.16温度对输入特性曲线的影响图2.1.17温度对输出特性曲线的影响(3)温度对β的影响当温度升高时，输出特性曲线的距离随温度的升高而增大，如图2.1.17所示。图中实线为25℃的输出特性曲线，图中虚线为50℃的输出特性曲线，其中IBI=IBI,IB2=IB2，在同样的基极电流的变化量△iB=IB1一IB2=IB1一IB2，对应的△i表示温度为25℃集电极电流的变化量，△i.表示温度为50℃集电极电流的变化量，△i>△ic，因此，当温度升高时，β将增大。综上所述：温度对UBE，IcBO，β的影响，均将使Ic随温度上升而增加，这将严重地影响三极管的工作状态，其后果如何以及如何克服温度的影响，将在以后的相关章节讲述。2.1.7三极管的类型、型号和选用原则1.类型半导体三极管的种类很多，按半导体三极管耗散功率来分，有小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管等：按半导体三极管的功能及用途来分，有放大管、开关管、复合管（达林顿管）和高反压管等；若按半导体三极管的工作频率来分，有低频管、高频管及超高频管等：就所用的材料而言，分为硅管和锗管：就三个区的掺杂方式而言，分为NPN和PNP管。2．型号国家标准对半导体器件型号的命名方法及符号规定见教材附录表A-1所示。命名举例如下：55
第 2 章 双极型三极管及其放大电路 55 图 2.1.16 温度对输入特性曲线的影响 图 2.1.17 温度对输出特性曲线的影响 (3)温度对 β 的影响 当温度升高时，输出特性曲线的距离随温度的升高而增大，如图 2.1.17 所示。 图中实线为 25o C 的输出特性曲线，图中虚线为 50o C 的输出特性曲线，其中 IB1=IB1’ ,IB2=IB2’ ，在同样的基极电流的变化量△iB=IB1－IB2=IB1’ －IB2’ ，对应的△ic 表示温度为25o C集电极电流的变化量，△ic ’ 表示温度为50o C集电极电流的变化量， △ic ’ >△ic，因此，当温度升高时，β 将增大。 综上所述：温度对 UBE，ICBO，β 的影响，均将使 IC随温度上升而增加，这将 严重地影响三极管的工作状态，其后果如何以及如何克服温度的影响，将在以后 的相关章节讲述。 2.1.7 三极管的类型、型号和选用原则 1．类型 半导体三极管的种类很多，按半导体三极管耗散功率来分，有小功率三极管、 中功率三极管和大功率三极管等；按半导体三极管的功能及用途来分，有放大管、 开关管、复合管(达林顿管)和高反压管等；若按半导体三极管的工作频率来分，有 低频管、高频管及超高频管等；就所用的材料而言，分为硅管和锗管；就三个区 的掺杂方式而言，分为 NPN 和 PNP 管。 2．型号 国家标准对半导体器件型号的命名方法及符号规定见教材附录表 A-1 所示。 命名举例如下：