雙極結(jié)型晶體管發(fā)射結(jié)正向Ⅰ-Ⅴ特性曲線的匯聚特性.pdf

1、將晶體三極管的基極和集電極短路，放在恒溫烘箱中，待溫度穩(wěn)定后，測(cè)量在該溫度下輸入電流I<,F>依次為1mA，2mA，5mA，10mA，20mA時(shí)發(fā)射結(jié)正向壓降VBE的數(shù)值，這樣測(cè)量得到的數(shù)據(jù)稱為本底數(shù)據(jù)。測(cè)量不同型號(hào)的晶體三極管在不同溫度下的本底數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在25℃到145℃的溫度范圍內(nèi)，以發(fā)射結(jié)正向壓降VBE為橫坐標(biāo)，以輸入電流的自然對(duì)數(shù)ln(I<,F>)為縱坐標(biāo)，每一個(gè)溫度對(duì)應(yīng)的圖像為一條直線。將不同溫度對(duì)應(yīng)的直線延長(zhǎng)，

2、它們?cè)诘谝幌笙藿茀R聚于一點(diǎn)。各條直線的交點(diǎn)并不重合，但是由于各個(gè)匯聚點(diǎn)的橫坐標(biāo)的變化范圍相對(duì)較小，可以認(rèn)為它們匯聚在同一點(diǎn)上，各個(gè)匯聚點(diǎn)的橫坐標(biāo)的平均值作為整體的匯聚點(diǎn)的橫坐標(biāo)。log(I<,F>)-VBE曲線簇也具有類似的匯聚特性。 匯聚點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)V<,F>由絕對(duì)零度時(shí)導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂?shù)碾妱?shì)差V<,gO>和nk<,0>T<,1>γ兩部分組成，后者在V<,F>中所占的比例很小。不同型號(hào)的晶體管的V<,F>不同是由于摻雜濃度不

3、同導(dǎo)致的禁帶寬度不同。對(duì)肖特基二極管，進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)，證明同樣存在類似的匯聚特性，理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明匯聚點(diǎn)的物理意義與雙極型晶體管相同。匯聚的特性以及匯聚點(diǎn)的物理意義可以從p-n結(jié)擴(kuò)展到金半結(jié)和異質(zhì)結(jié)，從硅、鍺擴(kuò)展到砷化鎵、磷化銦、氮化鎵等新型半導(dǎo)體材料，從雙極型晶體管擴(kuò)展到肖特基二極管、MESFET、異質(zhì)結(jié)紫外發(fā)光二極管等等。溫度越高，發(fā)射結(jié)正向壓降V<,BE>變化相同數(shù)值所對(duì)應(yīng)的輸入電流I<,F>的變化越小。通過計(jì)算和擬和的方

4、法都可以得到ln(I<,F>)～V<,BE>直線的斜率隨溫度變化的關(guān)系，計(jì)算值和擬和值符合得很好。 晶體管本底數(shù)據(jù)的匯聚特性可以用來研究晶體管的電學(xué)性質(zhì)。先擬和出斜率和溫度的關(guān)系，求出任意溫度對(duì)應(yīng)的直線的斜率，再求出匯聚點(diǎn)的坐標(biāo)。這樣，既知道直線的斜率，又知道這條直線經(jīng)過匯聚點(diǎn)，任意溫度對(duì)應(yīng)的I-V特性曲線都可以做出來。利用這一方法，對(duì)晶體管的紅外熱像圖進(jìn)行分析，把晶體管熱譜和本底數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可以求出晶體管在拍攝紅外熱像圖時(shí)的