不随温度变化的三极管

问题描述

精选答案

半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。

三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。

三极管的放大原理

1、发射区向基区发射电子

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子（自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。

2、基区中电子的扩散与复合

电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

3、集电区收集电子

由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。

当温度升高时三极管的VBE会减小

1、由于材料的特性和制造工艺的差异，半导体三极管的直流放大系数β并不是一条直线，也就是说，随着基极电流的变化，β也有少量变化，尤其在Ib较小时，β也较小，因此，设置三极管的工作点时一般都安排在β曲线的较平坦的区域，这样的区域就是说明书中提供β的直流测试参数。

2、在Ib不变的情况下，Ube会随着环境温度的变化而变化，平常说的硅材料三极管的Ube为0.6~0.7V左右，这是室温在25°C时的测试值。经测试，硅三极管发射结正向压降的变化量是每增加一度，Ube就变化 -2.5mV/°C，也就是说，随着温度的增加，Ube就线性减小。

温度对三极管参数的影响

几乎所有的三极管参数都与温度有关，因此不容忽视。温度对下列的三个参数影响最大。

（1）对β的影响：

三极管的β随温度的升高将增大，温度每上升l℃，β值约增大0.5～1％，其结果是在相同的IB情况下，集电极电流IC随温度上升而增大。

（2）对反向饱和电流ICEO的影响：

ICEO是由少数载流子漂移运动形成的，它与环境温度关系很大，ICEO随温度上升会急剧增加。温度上升10℃，ICEO将增加一倍。由于硅管的ICEO很小，所以，温度对硅管ICEO的影响不大。

（3）对发射结电压ube的影响：

和二极管的正向特性一样，温度上升1℃，ube将下降2～2.5mV。

综上所述，随着温度的上升，β值将增大，iC也将增大，uCE将下降，这对三极管放大作用不利，使用中应采取相应的措施（如加装散热片等）克服温度的影响。