Предельные режимы работы биполярного транзистора. Рабочий диапазон температур.

Для нормальной работы транзистора необходимо, чтобы в каждой его области преобладала проводимость одного типа p или n. С ростом температуры увеличивается количество ионизированных атомов основного вещества и концентрация неосновных носителей заряда приближается к концентрации основных и работоспособность транзистора нарушается.

Чем выше энергия ионизации основного вещества и больше концентрация примесей, тем выше максимальная рабочая температура транзистора. Для германиевых транзисторов t_max=70-100 C^o, для германиевых ( с большей шириной запрещённой зоны) 125-200 С^о. Минимальная температура определяется энергией ионизации примесей. Она очень мала и теоретически, она приблизительно равна –200 С^о. Фактический предел ограничивается термоустойчивостью корпуса и пределами изменения параметров поэтому – 60- ( -70) С^о.

В пределах рабочего диапазона температур параметры транзистора сильно от неё зависят. Для уменьшения влияния температуры применяют схемотехнические решения (термостабилизация, термокомпенсация).

Максимально допустимая рассеивымая мощность.

П

(3.77)

ри прохождении тока тепло, возникает в основном в коллекторном переходе, обладает наибольшим сопротивлением. Отвод тепла от перехода в транзисторе происходит за счёт теплопроводности

P _k – мощность, рассеивамая на транзисторе

T_п – температура перехода

R_T – тепловое сопротивление транзистора, определяет передачу тепла от коллекторного перехода к корпусу транзистора и зависит от теплопроводности материала и конструкции транзистора.

R _T0 – тепловое сопротивление теплоотвода, определяющее передачу тепла от корпуса транзистора в окружающую среду и зависящее от конструкции теплоотвода, теплопроводимости материала, качестве теплового контакта корпуса транзистора с теплоотводом.

П

(3.78)

ри малом тепловом сопротивлении теплоотвода

T_пmax – для германия 70 – 100 С^о

для кремния 125 – 200 С^о

Если транзистор побывает в импульсном режиме, то максимально допустимый ток выше максимально допустимого тока в непрерывном режиме. С уменьшением длительности импульса, допустимый импульсный ток растёт до определённой величины, а дальше он остаётся постоянным.

Кроме температурных режимов, на величину импульсного тока влияют неравномерность плотности тока эмиттера. Если ток будет превышать максимально допустимое значение, может возникнуть вторичный пробой. В технических характеристиках указывается величина допустимого импульсного тока.

42. Тепловой пробой

П ри нарушении теплового баланса, когда из-за недостаточного теплоотвода прирост подводимой к коллекторному переходу мощности U_kБI_k не компенсируется приростом отводимой мощности возникает тепловой пробой, при этом температура перехода неограниченно растет, увеличивается ток коллектора и подводимая мощность, транзистор перегревается и выходит из строя.

Величина напряжения, не проводящая к тепловому пробою

(3.79)

При плохом теплоотводе и высокой Т₀ напряжение пробоя может стать меньше, чем рабочее напряжение транзистора.

Особенно опасен тепловой пробой для мощных транзисторов , имеющих большой I_kБ0.