武汉理工大学信息工程学院三极管

1、1.基本知识2.基本特性3.分类、命名、标识4.制程及工艺5.应用6.常见失效模式及其原因7.derating标准及其测试方法三极管图片1 1 2.基本特性 一、放大条件一、放大条件二、内部二、内部载流子的传输过程载流子的传输过程三、电流分配关系三、电流分配关系一、一、放大条件放大条件电位关系：电位关系：内部条件？内部条件？三区掺杂不同！je正偏正偏，jc反偏。反偏。对npn型：vc vb ve对pnp型：vc vb ve r ic ib二、内部二、内部载流子的传输过程载流子的传输过程集电区集电区发射区发射区基区基区jejcib(1)(2)(3)ieic扩散漂移正偏反偏复合忽略支流：忽略支流：

2、ie =ic+ib三、电流分配关系三、电流分配关系ie =ic+ibiocbicvviivr)(bcbciiii 输入特性曲线 ib=f(vbe) vce=const 输出特性曲线ic=f(vce) ib=const共射接法图02.04 共射接法的电压-电流关系(1) 输入特性曲线方程： ib=f(vbe) vce=const曲线：如图(2) 输出特性曲线方程： ic=f(vce) ib=const曲线：饱和区放大区截止区发射结发射结集电结集电结 正偏 正偏 正偏 反偏 反偏 反偏 三区偏置特点：例1：测量三极管三个电极对地电位如图 试判断三极管的工作状态。 放大截止饱和 (1) (1)直流参

3、数直流参数 电流放大系数电流放大系数 1.1.共射共射 ic / ib vce=const直流参数直流参数交流参数交流参数极限参数极限参数2.共基共基 关系关系 = ic/ie= ib/ 1+ ib= / 1+ ，或，或 = / 1- ic/ie vcb=const关系：关系： iceo=（1+ ）icbo 2. iceo（穿透电流）（穿透电流）极间反向饱和电流（温度稳定性）极间反向饱和电流（温度稳定性）(2)(2)交流参数交流参数交流电流放大系数交流电流放大系数 1.共射共射 = ic/ ib vce=const 特征频率特征频率ft 当 下降到1时所对应的频率当当icbo和和iceo很小时

4、，很小时， ， 2.v(br) ebo 3.v(br)ceo 关系： v(br)cbov(br)ceov(br) ebo 3.分类、命名、标识 晶体管种类很多.按照频率分,有高频管,低频管;按照功率分,有小.中.大功率管;按照半导体材料分,有硅管,锗管等.但从它的外形来看,都有三个电极.一、结构一、结构e(emitter) ：发射极b(base） ：基极c(collector)：集电极发射结发射结(je)集电结集电结(jc)基区基区发射区发射区集电区集电区三极三极: 三区三区:两节两节:特点:b区薄 e区搀杂多 c区面积大e,b,cje,jc二、符号二、符号*je箭头箭头: p n第二位：a锗

5、pnp管、b锗npn管、 c硅pnp管、d硅npn管 第三位：x低频小功率管、d低频大功率管、 g高频小功率管、a高频大功率管、k开关管用字母表示材料用字母表示材料用字母表示器件的种类用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格用字母表示同一型号中的不同规格三极管三极管参 数型 号 pcm mw icm mavr cbo vvr ceo vvr ebo v ic bo a f t mhz3ax31d 125 125 20 126* 83bx31c 125 125 40 246* 83cg101c3cg101c 100 30 450.

6、1 1003dg123c3dg123c 500 50 40 300.353dd101d3dd101d 5w 5a 300 25042ma3dk100b3dk100b 100 30 25 150.1 3003dkg23 250w 30a 400 325 8注：*为 f 4 相关制程及工艺一、半导体制造技术从大的方面可以分为设计、芯片工艺和封装工序。具体制造流程如下：完成功能设计和电路设计以后，用图形化的掩模版图在硅基片上形成该图形（常称图形转移），由氧化、扩散、光刻、腐蚀、离子注入、cvd和金属化等技术的组合，形成硅片工序，从而制成lsi芯片。然后，经过划片、装配、键合和塑封（或壳装）等组装工序

7、并作封闭检验之后，硅lsi就完成了。1、 前工序衬底制备（多晶硅 溶解+掺杂 拉单晶、磨、切、抛等） 外延 氧化 基区光刻 基区扩散 发射区光刻 发射区扩散 引线孔光刻 蒸铝 反刻铝 合金 淀积钝化膜 刻蚀压焊孔减薄 蒸金si（硅）掺杂be（硼） p型si（硅）掺杂p（磷） n型2、 后工序划片、粘片、压焊、塑封、冲筋、上锡、分离、测试、打印、编带包装功能、系统设计、逻辑设计掩模版制作工艺掩模版制作工艺硅片工艺硅片工艺划片划片装配装配键合键合塑封塑封/管壳封管壳封氧化、扩散氧化、扩散光刻光刻腐蚀腐蚀cvd金属化金属化系统设计、逻辑设计电路设计 、版图设计组装工艺组装工艺拉单晶拉单晶切片切片硅片

8、研磨抛光硅片研磨抛光制作掩模原版制作掩模原版制作光刻版制作光刻版 硅片材料工程硅片材料工程产品检验产品检验可靠性试验可靠性试验检验工程检验工程成品成品掺杂掺杂图形生成图形生成薄膜生成薄膜生成扩散离子注入光刻腐蚀cvd金属化氧化芯片工艺芯片工艺各工序简介各工序简介氧氧 化化扩散扩散关键原材料简介关键原材料简介金丝金丝塑料塑料框架框架在三极管的基极加上高电位，三极管就饱和，相当于开关的接通，集电极输出为低电位。在三极管的基极加上低电位，三极管就截止，相当于开关的断开，集电极输出为高电位。如果输入的是个正的矩形脉冲，输出就是一个负的矩形脉冲 5.1.1反相器电路 1). 晶体管必须偏置在放大区。发射

9、结正偏，集电结反偏2). 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3). 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4). 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。5.1.2三极管的放大电路，满足放大电路的基本条件。 第一阶段：当on/off电压为低电平（0v）时，q1管处于截止状态，因此q2管也截止，此时q2管e极上的直流电 压不能加到ic1脚（tl5001）的vcc输入端，所以ic1因无输入而不工作，pin1就无输出脉冲，因此 整个inverter就不工作； 第二阶段：on/off为高电平，此时q1管饱和导通，q2管b极被拉低，因q2为pnp管，且其e

10、极上加有12v的直流, 12v电压加至ic1供电脚pin2，启动ic1工作，ic1就有脉冲输出去控制开关管工作，整个inverter就处于 正常工作状态，输出高压去点亮panel的背光灯灯管。5.2三极管在lcd monitor电路的应用 5.2.1电压启动回路： 下图电路是常用的电源控制回路，由一个pnp和一个npn管组成它有两个工作阶段： 上图所采用的互补推挽电路就具有高效率放大的特点。推挽放大器是由导电特性完全相反的npn型（q205）与pnp型(q207)三极管组成,当tl1451ac的输出为高电平时，q205导通导通,而q207截止;当tl1451ac的输出为低电平时,q207导通,

11、而q205截止。这样两个管子都工作在放大状态，一个在正半周工作，而另一个在负半周工作，一推一拉能在输出端上得到一个完整的电压信号。其中r214为偏置电阻，提供偏置电压，可以产生固定的偏置电流，c211为耦合电容，隔离直流，值一般在1uf左右 推挽电路推挽放大电路工作状态示意图 推挽放大电路电路图 压降有0.6v时将使q903导通，拉低q902的基极电位，使q902也导通，这样uc3842 pin8的5v基准电压通过d904、q903直接接地，产生瞬间短路电流，使uc3842迅速关断脉冲输出。因此adapter也就没有电压输出，达到高压保护作用 5.2.3高压保护回路1. 根据外观判断极性根据外

12、观判断极性3. 用万用表电阻挡测量三极管的好坏用万用表电阻挡测量三极管的好坏pn结正偏时电阻值较小结正偏时电阻值较小(几千欧以下几千欧以下)反偏时电阻值较大反偏时电阻值较大(几百千欧以上几百千欧以上) 指针式万用表指针式万用表在在 r 1k 挡进行测量挡进行测量红红表笔是表笔是(表内表内)负极负极 , 黑黑表笔是表笔是(表内表内)正极正极注意事项注意事项:测量时手不要接触引脚测量时手不要接触引脚 1kbec 1kbec2. 插入三极管挡插入三极管挡(hfe)，测量，测量 值或判断管型及管脚值或判断管型及管脚 5.3 测判三极管方法数字万用表数字万用表1. 可直接用电阻挡的可直接用电阻挡的pn结挡分别测量结挡分别测量判断判断两个结两个结 的的好坏好坏注意事项注意事项:红红表笔是表笔是(表内表内)正极正极 , 黑黑表笔是表