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，測量在該溫度下輸入電流I<,F>依次為1mA，2mA，5mA，10mA，20mA時發(fā)射結(jié)正向壓降VBE的數(shù)值，這樣測量得到的數(shù)據(jù)稱為本底數(shù)據(jù)。測量不同型號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，以輸入電流的自然對數(shù)ln(I<,F>)為縱坐標，每一個溫度對應(yīng)的圖像為一條直線。將不同溫度對應(yīng)的直線延長，

2、它們在第一象限近似匯聚于一點。各條直線的交點并不重合，但是由于各個匯聚點的橫坐標的變化范圍相對較小，可以認為它們匯聚在同一點上，各個匯聚點的橫坐標的平均值作為整體的匯聚點的橫坐標。log(I<,F>)-VBE曲線簇也具有類似的匯聚特性。 匯聚點對應(yīng)的橫坐標V<,F>由絕對零度時導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)碾妱莶頥<,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。對肖特基二極管，進行類似的實驗，證明同樣存在類似的匯聚特性，理論分析和實驗結(jié)果都證明匯聚點的物理意義與雙極型晶體管相同。匯聚的特性以及匯聚點的物理意義可以從p-n結(jié)擴展到金半結(jié)和異質(zhì)結(jié)，從硅、鍺擴展到砷化鎵、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)值所對應(yīng)的輸入電流I<,F>的變化越小。通過計算和擬和的方

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，求出任意溫度對應(yīng)的直線的斜率，再求出匯聚點的坐標。這樣，既知道直線的斜率，又知道這條直線經(jīng)過匯聚點，任意溫度對應(yīng)的I-V特性曲線都可以做出來。利用這一方法，對晶體管的紅外熱像圖進行分析，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的