晶體管培訓(xùn)課件

1、三極管知識(shí)講座佛山市藍(lán)箭電子有限公司劉曉榮一、三極管結(jié)構(gòu)原理及符號(hào)三極管由兩個(gè)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(guó)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(kāi)關(guān)管；X：低頻小功率大于等于1W

2、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(hào)（型號(hào)）第五部分表示器件的規(guī)格（放大檔次） 國(guó)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(huì)（EIAJ）注 冊(cè)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(chǎng)效應(yīng)管； K：N溝道場(chǎng)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(huì)登記的 順序號(hào)第五部分表示器件的規(guī)格（放大檔次）例如：BF420例如：2N3904三、晶體管的封

3、裝形式 各 種 封 裝 形 式 對(duì) 照 表國(guó)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-92SSC-72SPT直插式TO-126SOT-32直插式TO-202AASOT-128BSC-53直插式TO-220FNSOT-186ASC-67(接近）TO-220FN2-10R1A直插式TO-220FPSOT-186 SC-67 TO-220FP2-10L1A直插式TO-220ABSOT-78SC-46直插式TO-251SC-64直插式TO-252SOT-428SC-63CPT3D-PAK片式3腳TO

4、-236ABSOT-23SST3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-74SMT6SSOT6片式6腳SOT-490SC-89片式3腳常見(jiàn)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

5、四大零部件和原材料：雙極型三極管管芯結(jié)構(gòu)示意圖制造工藝（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(kuò)散 發(fā)射區(qū)光刻 發(fā)射區(qū)擴(kuò)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(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖

6、筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝劃片 粘片 壓焊 塑封 沖筋 上錫 分離 測(cè)試 打印 編帶包裝五、電參數(shù)和測(cè)試儀器介紹PC 指集電極最大允許耗散功率，使用時(shí)不能超過(guò)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(kāi)路，C、E之間的反向擊穿電壓。VCBO（集電極基極擊穿

7、電壓）發(fā)射極開(kāi)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(kāi)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(shí)，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(kāi)路時(shí)，在規(guī)定的集電極基極電壓下，流過(guò)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(kāi)路時(shí)，在規(guī)定的發(fā)射極基極電壓下，流過(guò)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(shí)，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

8、于飽和區(qū)時(shí)，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(hào)正向電流傳輸比的模數(shù)下降到1時(shí)的頻率Cob（共基極輸出電容）：在共基極電路中，輸入交流開(kāi)路時(shí)的輸出電容。常用測(cè)試儀器自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（全直流參數(shù)測(cè)試）XJ4810半導(dǎo)體管特性圖示儀（測(cè)HFE、擊穿電壓等）BJ2950A晶體三極管工作電壓測(cè)試儀（測(cè)飽和壓降）JS2C晶體三極管反向電流測(cè)試儀Ft參數(shù)測(cè)試儀六、使用和設(shè)計(jì)必須注意問(wèn)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(guò)載引起損壞

9、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(guò)了最大值，就會(huì)造成晶體管的損壞。（2）熱損壞在晶體管手冊(cè)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(shí)，晶體管工作的實(shí)際最大電壓將小于常溫時(shí)的值，此時(shí)晶體管的ICBO和IEBO也會(huì)增加，造成結(jié)溫上升，而結(jié)溫升高又會(huì)使ICBO和IEBO更進(jìn)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(shí)首先會(huì)出現(xiàn)一次擊穿，使IC

10、急劇增加。當(dāng)其電壓增加到某一臨界值后壓降會(huì)突然降低，形成很大的過(guò)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(jī)械振動(dòng)、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(jì)時(shí)注意的問(wèn)題不論是靜態(tài)、動(dòng)態(tài)或不穩(wěn)定定態(tài)（如電路開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)），均防止電流、電壓超出最大極限值，也不得有兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上參數(shù)同時(shí)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(jì)穩(wěn)定工作時(shí)PCM不可超過(guò)額定的70%，ICM不可超過(guò)額定的70%，BVCEO不超過(guò)額定的2/3，一般高頻工作時(shí)要求fT=（510）f，f為工作頻率。開(kāi)關(guān)電路工作時(shí)則

11、應(yīng)考慮三極管的開(kāi)關(guān)參數(shù)。 工作于開(kāi)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(hù)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(hù)線路（如線圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管），以防線圈反電勢(shì)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(shí)，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(duì)流。環(huán)境溫度每升高10攝氏度，失效率增加1025%。3、晶體管的保護(hù)（1）規(guī)范操作不要使負(fù)載短路和開(kāi)路，不要突然加很強(qiáng)的信號(hào)，不要使用波動(dòng)很大、頻率不穩(wěn)定的市電。另外應(yīng)加散熱裝置和設(shè)計(jì)保護(hù)電路。（2）增

12、大功率采用功率管并聯(lián)以降低單管的功率，但并聯(lián)時(shí)要求管子性能盡可能一致，必要時(shí)配對(duì)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(dòng)等。使用帶有大功率晶體管的電器產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡量放置在通風(fēng)較好的地方，以改善其工作環(huán)境。ICPCMICMPSBVCEO VCE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(shí)驗(yàn)確定。七、晶體管使用技巧用于開(kāi)關(guān)線路，則偏向選用電流比較大，飽和壓降小的管，對(duì)管的耐壓要求可適當(dāng)放寬。因?yàn)槟蛪汉碗娏魇且粚?duì)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(jìn)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(duì)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，熱穩(wěn)定性要好，避免擊穿電壓有軟特性、蠕變情況。最好能加保護(hù)電路。