3.5 双极晶体管的反向特性3.5.1 反向截止电流各种反向截止电流的小结
(1) IES :VBE < 0 、VBC = 0 时的 IE ,即单个发射结的反向饱和电流。 IESE
N+
PB
N
C
VBE
(2) ICS :VBC < 0 、VBE = 0 时的 IC ,即单个集电结的反向 饱和电流。 N+ PB
E
N
ICSC
VBC
(3) ICBO :VBC < 0 、IE = 0 时的 IC , I CBO (1 R ) I CS 在共基极电路放大区中，I C I E I CBO
E
N+
PB
N
ICBOC
VBC
(4) ICEO :VBC < 0 、IB = 0 时的 IC ,I CEO 在共发射极电路放大区中，I C I B I CEO ICEOC
I CBO 1
I CBO
E
N+
PB
N
VCE
(5) IEBO :VBE < 0 、IC = 0 时的 IE ,I EBO (1 R ) I ES IEBOE
N+
PB
N
C
VBE
3.5.2 共基极接法中的雪崩击穿电压已知 PN 结的雪崩倍增因子 M 可以表示为M 1 1 i dx0 xd
在工程实际中常用下面的经验公式来表示当已知击穿电压 时 M 与外加电压之间的关系：M 1 V 1 V B S
当 |V | = 0 时，M = 1; 当 |V | → VB 时，M → ∞ 。
对于硅 PN 结，
S = 2 ( PN+ ) S = 4 ( P+N )
对于晶体管，在共基极接法的放大区，I C I E I CBO ,当发生雪崩倍增效应时，IC 成为 I C M I E M I CBO AI E I CBO 式中， A M ,I CBO M I CBO ,分别代表计入雪崩倍增
效应后的放大系数与反向截止电流。例 3.1 某 硅 NPN 管 的 0.98 , 0.99 , 则 0.9702, 取 S 4 。 当 V BC 0.4V B 时 ， M 1 1-(0.4)4
1.0263, 这 时 A M 0.9955,
A与 I CBO 均 比 与 I CBO 增 大 了0.0263 倍 。
定义：发射极开路时，使 I’CBO →∞ 时的 |VBC | 称为 共基极集电结雪崩击穿电压 ，记为 BVCBO 。 显然，当 |VBC | → VB 时，M → ∞ , I’CBO → ∞ ,所以 BVCBO = VB 。 雪崩击穿对共基极输出特性曲线的影响
3.5.3 共发射极接法中的雪崩击穿电压在共发射极接法的放大区中，I C I B I CEO
1-
IB
I CBO 1
当发生雪崩倍增效应时，IC 成为M I CBO M IC IB BI B I CEO 1 - M 1 M
式中， B
M I CBO I CBO M A , I CEO 1 M 1 A 1 M 1 A
分别代表计入雪崩倍增效应后的共发射极放大系数与穿透电流。
例 3. 与 例 3. 中 的 晶 体 管 相 同 ， 0.9702, 32.5, S 4 。 2 1 当 V BC 0.4 V B时 , M 1.0263, A M 0.9955, B 这 时 B 与 I CEO 均 是 与 I CEO 的 6.8倍 。 A 1 A 220 。
可见雪崩倍增对 与 ICEO 的影响要比对 与 ICBO 的影响大得多。或者说，雪崩倍增对共发射极接法的影响要比对共基极 接法的影响大得多。 定义：基极开路时，使 I’CEO → ∞ 时的 VCE 称为 集电极-发
射极击穿电压，记为 BVCEO 。
BVCEO 与 BVCBO 的关系 当 A M 1 时，即 M 1 时， CE BVCEO ,将此关系 V 代入 M 中，得： 1 1M
BVCEO 1 VB VBS
S
BVCEO VB 1 S
BVCBOS
即：
BV CEO
BV CBOS
例 3. 3
与 例 3.1中 的 晶 体 管 相 同 ， 32.5, S 4 。 1474
当 BV C BO 147V 时 ， BV C EO
61 V
32.5
ICEO ~ VCE 曲线中有时会出现一段 负阻区。图中，VSUS 称 为维持电压。 IC负阻区 ICEO
0
VSUS BVCEO
VCE
雪崩击穿对共发射极输出特性曲线的影响
3.5.5 发射结击穿电压集电极开路(IC = 0),发射极与基极之间加反向电压时的 IE 记为 IEBO , 使 IEBO → ∞ 时的发射极与基极间反向电压记为
BVEBO 。在一般晶体管中，NE > NB > NC , 故 BVCBO 取决于 NC , BVEBO 取决于 NB ,且 BVCBO >> BVEBO 。
3.5.6 基区穿通效应
N+
P 0 WB
N
集电结上的反向电压增大到其势垒区将基区全部占据时 ，WB’ = 0,这种现象称为 基区穿通，相应的集电结反向电压称为 基区穿通电压 ，记为 Vpt 。
基区穿通时，进入基区中的势垒区宽度与基区宽度相等。对于突变结，1
xdB
2 2 s N C Vpt WB qN B ( N C N B )
q NB 2 Vpt ( N C N B )WB 2 s N C
防止基区穿通的措施 ：增大 WB 与 NB 。这与防止厄尔利 效应的措施一致，但与提高放大系数 与 的要求相矛盾。
基区局部穿通 在平面晶体管中，NB > NC ,势垒区主要向集电区扩展，
一般不易发生基区穿通。但可能由于材料的缺陷或工艺的不当而发生局部穿通。 IC
0
Vpt VSUS
VCE