晶體管培訓(xùn)資料課件

三極管知識講座一、三極管結(jié)構(gòu)原理及符號三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，PN結(jié)是由兩種不同導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料組成，即P型材料(POSITIVE，導(dǎo)電載流子為空穴)和N型材料(NEGATIVE，導(dǎo)電載流子為電子)。三極管按極性分NPN和PNP型：二、晶體管命名方法：國內(nèi)命名方法：3DG1815-Y第一部分用阿拉伯字表示器件的電極數(shù)目2：表示二極管；3：表示三極管第二部分表示器件的材料和極性A：PNP鍺；B：NPN鍺；C：PNP硅；D：NPN硅；E：化合物材料第三部分表示器件的類型G：高頻小功率；D：低頻大功率；A：高頻大功率；K：開關(guān)管；X：低頻小功率大于等于1W為大功率管，小于1W為小功率管，功率不是很大，封裝比較大為中功率管第四部分用阿拉伯字表示序號（型號）第五部分表示器件的規(guī)格（放大檔次）國外命名方法（如日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）規(guī)定命名）：2SC1815-Y第一部分用數(shù)字表示類型或有效電極數(shù)1：表示二極管；2：表示三極管第二部分“S”表示日本電子工業(yè)協(xié)會（EIAJ）注冊產(chǎn)品第三部分用字母表示器件的極性及類型A：PNP高頻；B：PNP低頻；C：NPN高頻；D：NPN低頻；J：P溝道場效應(yīng)管；K：N溝道場效應(yīng)管第四部分用數(shù)字表示在日本電子工業(yè)協(xié)會登記的順序號第五部分表示器件的規(guī)格（放大檔次）例如：BF420三、晶體管的封裝形式

各

種

封

裝

形

式

對

照

表國際JEDEC標(biāo)準(zhǔn)歐美標(biāo)準(zhǔn)日本EIAJ標(biāo)準(zhǔn)ROHM標(biāo)準(zhǔn)PHILIPS標(biāo)準(zhǔn)TOSHIBA其它備注TO-92SOT-54SC-43TO-92

直插式TO-92S

SC-72SPT

直插式TO-126SOT-32

直插式TO-202AASOT-128BSC-53

直插式TO-220FNSOT-186ASC-67(接近）TO-220FN

2-10R1A

直插式TO-220FPSOT-186SC-67TO-220FP

2-10L1A

直插式TO-220ABSOT-78SC-46

直插式TO-251

SC-64

直插式TO-252SOT-428SC-63CPT3D-PAK

片式3腳TO-236ABSOT-23

SST3

片式3腳TO-236SOT-346SC-59SMT3MPAK

片式3腳TO-243SOT-89SC-62MPT3UPAK

片式3腳

SOT-143RSC-61B

片式4腳

SOT-223SC-73

片式4腳

SOT-323SC-70UMT3CMPAK

片式3腳

SOT-353SC-88AUMT5

片式5腳

SOT-363SC-88UMT6

片式6腳

SOT-416SC-75AEMT3SMPAK

片式3腳

SC-74ASMT5

片式5腳

SOT-457SC-74SMT6

SSOT6片式6腳

SOT-490SC-89

片式3腳常見封裝形式四、晶體管的結(jié)構(gòu)和制造工藝管芯框架內(nèi)引線（金絲或鋁絲）塑封料晶體管的四大零部件和原材料：制造工藝（雙極型）1、前工序襯底制備（多晶硅溶解+摻雜拉單晶、磨、切、拋等）外延氧化基區(qū)光刻基區(qū)擴散發(fā)射區(qū)光刻發(fā)射區(qū)擴散引線孔光刻 蒸鋁反刻鋁合金淀積鈍化膜刻蝕壓焊孔減薄背面金屬化2、 后工序劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝劃片粘片壓焊塑封沖筋上錫分離測試打印編帶包裝五、電參數(shù)和測試儀器介紹PC指集電極最大允許耗散功率，使用時不能超過此功率，IC指集電極允許最大直流電流IB指基極允許最大直流電流Tj結(jié)溫度，指PN結(jié)溫度VCEO（集電極—發(fā)射極擊穿電壓）基極開路，C、E之間的反向擊穿電壓。VCBO（集電極—基極擊穿電壓）發(fā)射極開路，C、B之間的反向擊穿電壓。VEBO（發(fā)射極—基極擊穿電壓）集電極開路，E、B之間的反向擊穿電壓。HFE(共發(fā)射極正向電流傳輸比)：在共發(fā)射極電路中，輸出電壓保持不變時，直流輸出電流與直流輸入電流之比。ICBO（集電極—基極截止電流）：當(dāng)發(fā)射極開路時，在規(guī)定的集電極—基極電壓下，流過集電極—基極結(jié)的反向電流。IEBO（發(fā)射極—基極截止電流）：當(dāng)集電極開路時，在規(guī)定的發(fā)射極—基極電壓下，流過發(fā)射極—基極結(jié)的反向電流。VCE（SAT）（集電極—發(fā)射極飽和壓降）：晶體管工作于飽和區(qū)時，在規(guī)定的基極電流和集電極電流下，集電極端子與發(fā)射極端子之間的電壓VBE（SAT）（基極—發(fā)射極飽和壓降）：晶體管工作于飽和區(qū)時，在規(guī)定的基極電流和集電極電流下，基極端子與發(fā)射極端子之間的電壓VBE（基極—發(fā)射極電壓）：在規(guī)定的VCE、IC的條件下，晶體管的基極—發(fā)射極正向電壓。fT（特征頻率）：共發(fā)射極小信號正向電流傳輸比的模數(shù)下降到1時的頻率Cob（共基極輸出電容）：在共基極電路中，輸入交流開路時的輸出電容。常用測試儀器自動測試系統(tǒng)（全直流參數(shù)測試）XJ4810半導(dǎo)體管特性圖示儀（測HFE、擊穿電壓等）BJ2950A晶體三極管工作電壓測試儀（測飽和壓降）JS2C晶體三極管反向電流測試儀Ft參數(shù)測試儀六、使用和設(shè)計必須注意問題

功耗、電流、安全工作區(qū)1、晶體管損壞原因

（1）電路中的電壓、電流、輸出功率過載引起損壞在晶體管電路中主要與集電極－發(fā)射極間的電壓VCC、集電極－基極VCB與晶體管固有的特性參數(shù)(如VCBO、VCEO、ICBO、ICEO、PCM)及工作條件有關(guān)。如果電路中晶體管的集電極VCEO電壓超過了最大值，就會造成晶體管的損壞。（2）熱損壞在晶體管手冊中一般所指的最大電壓，通常是常溫(25℃)下的值。因此，在環(huán)境溫度較高或在最高結(jié)溫下使用時，晶體管工作的實際最大電壓將小于常溫時的值，此時晶體管的ICBO和IEBO也會增加，造成結(jié)溫上升，而結(jié)溫升高又會使ICBO和IEBO更進一步增大而形成雪崩現(xiàn)象，結(jié)果熱擊穿而損壞。（3）二次擊穿引起的損壞在晶體管電路中，當(dāng)集電極電壓升高時首先會出現(xiàn)一次擊穿，使IC急劇增加。當(dāng)其電壓增加到某一臨界值后壓降會突然降低，形成很大的過電流，造成二次擊穿而損壞。（4）外界環(huán)境變化引起的損壞外界環(huán)境變化是指機械振動、外力沖擊、潮濕、化學(xué)物品的侵蝕等外界因素造成的損壞。2、設(shè)計時注意的問題不論是靜態(tài)、動態(tài)或不穩(wěn)定定態(tài)（如電路開啟、關(guān)閉時），均防止電流、電壓超出最大極限值，也不得有兩項或兩項以上參數(shù)同時達(dá)到極限值。選用三極管主要應(yīng)注意極性和下列參數(shù)：PCM、ICM、BVCEO、BVEBO、ICBO、一般設(shè)計穩(wěn)定工作時PCM不可超過額定的70%，ICM不可超過額定的70%，BVCEO不超過額定的2/3，一般高頻工作時要求fT=（5～10）f，f為工作頻率。開關(guān)電路工作時則應(yīng)考慮三極管的開關(guān)參數(shù)。工作于開關(guān)狀態(tài)的三極管，因BVEBO一般較低，所以要考慮是否要在基極回路加保護線路，以防止發(fā)射結(jié)被擊守；如集電極負(fù)載為感性（如繼電器的工作線圈），必須加保護線路（如線圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管），以防線圈反電勢損壞三極管。管子應(yīng)避免靠近發(fā)熱元件，減小溫度變化和保證管殼散熱良好。功率放大管在耗散功率較大時，應(yīng)加散熱板。管殼與散熱板應(yīng)緊貼牢故。散熱裝置應(yīng)垂直安裝。以利于空氣自然對流。環(huán)境溫度每升高10攝氏度，失效率增加10~25%。3、晶體管的保護

（1）規(guī)范操作不要使負(fù)載短路和開路，不要突然加很強的信號，不要使用波動很大、頻率不穩(wěn)定的市電。另外應(yīng)加散熱裝置和設(shè)計保護電路。（2）增大功率采用功率管并聯(lián)以降低單管的功率，但并聯(lián)時要求管子性能盡可能一致，必要時配對的功率管參數(shù)應(yīng)選擇完全一致。（3）改善大功率晶體管的工作環(huán)境工作環(huán)境是指溫度、振動等。使用帶有大功率晶體管的電器產(chǎn)品時，應(yīng)盡量放置在通風(fēng)較好的地方，以改善其工作環(huán)境。ICPCMICMPSBVCEOVCE安全工作區(qū)（SOA）由最大集電極電流ICM、極限電壓VCEO、最大功耗線PCM和二次擊穿臨界線PSB所限定的區(qū)域，二次擊穿臨界限由實驗確定。七、晶體管使用技巧用于開關(guān)線路，則偏向選用電流比較大，飽和壓降小的管，對管的耐壓要求可適當(dāng)放寬。因為耐壓和電流是一對互相矛盾的參數(shù)，要兩全其美的話必然增加成本。為了能進入飽和狀態(tài)，避免出現(xiàn)關(guān)不斷的情況，除了選好管之外，對線路偏置很重要。通常在IC保持不變情況下增大IB的電流，或IB保持不變情況下減小IC電流。用于高壓電路，主要考慮漏電流要小，熱