做模擬電路的工程師，都有過使用晶體管（場效應(yīng)管也是晶體管中的一種）,、運放的經(jīng)驗和體會,。尤其是在設(shè)計時，更會對晶體管的一些電參數(shù)進行測試和考量,。在測試時,，許多人對晶體管電參數(shù)的實測值與規(guī)格書所提供的規(guī)范值，為什么會有很大差異,，感到不可思議。有時，一些工程師會用實測值來要求供應(yīng)商,，也有一些工程師會把一些特殊參數(shù)作為常規(guī)參數(shù)進行處理,。這樣的后果就是整機產(chǎn)品一致性、重復(fù)性差,，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)達(dá)不到設(shè)計指標(biāo),，更有甚者是在生產(chǎn)中出現(xiàn)大量損壞電子元器件的異常。此時,，許多工程師都會把眼光釘住那些損壞的晶體管上,，以為是晶體管的質(zhì)量問題，導(dǎo)致的異常,。殊不知晶體管的損壞,，只是一個表面現(xiàn)象，而深層次的原因,，往往是設(shè)計師自己造成的,。引起這些問題的原因有很多，對工程師而言,，在選用元器件時,，對半導(dǎo)體器件電參數(shù)的片面理解，或許是個重要因素,。

晶體管的電參數(shù),，在常規(guī)情況下可分為極限參數(shù)、直流參數(shù)（DC）,、交流參數(shù)（AC）等,。但在實際的使用中，我發(fā)現(xiàn)還有許多想測而無法測量到的參數(shù),，為使工作方便,，我便稱其為“功能參數(shù)”。分別述之：

一,、極限參數(shù)

所謂極限參數(shù),，是指在晶體管工作時，不管因何種原因,，都不允許超過的參數(shù),。這些參數(shù)常規(guī)的有三個擊穿電壓（BV）、最大集電極電流（Icm）,、最大集電極耗散功率（Pcm）,、晶體管工作的環(huán)境（包括溫度、濕度,、電磁場,、大氣壓等）,、存儲條件等。在民用電子產(chǎn)品的應(yīng)用中,，基本只關(guān)心前三個,。

1、晶體管的反向擊穿電壓

定義：在被測PN結(jié)兩端施加連續(xù)可調(diào)的反向直流電壓,，觀察其PN結(jié)的電流變化情況,，當(dāng)PN結(jié)的反向電流出現(xiàn)劇烈增加時，此時施加到此PN結(jié)兩端的電壓值,，就是此PN結(jié)的反向擊穿電壓,。

每個晶體管都有三個反向擊穿電壓，分別是：基極開路時集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓（BVceo）,、發(fā)射極開路時集電極—基極反向擊穿電壓（BVcbo）和集電極開路時基極—發(fā)射極反向擊穿電壓,。

此電參數(shù)對工程設(shè)計的指導(dǎo)意義是：決定了晶體管正常工作的電壓范圍。

由此電參數(shù)的特性可知,，當(dāng)晶體管在工作中出現(xiàn)擊穿狀態(tài),，將是非常危險的。因此,，在設(shè)計中,，都給晶體管工作時的電壓范圍，留有足夠的余量,。實際上,，當(dāng)晶體管長期工作在較高電壓時（晶體管實測值的60%以上），其晶體管的可靠性將會出現(xiàn)數(shù)量級的下降,。有興趣的可以參考《電子元器件降額準(zhǔn)則》,。

許多公司在對來料進行入庫檢驗時發(fā)現(xiàn)，一些品種的反向擊穿電壓實測值要比規(guī)格書上所標(biāo)的要大出許多,。這是怎么回事呢,？

晶體管在生產(chǎn)制造過程中，與一些我們常見的生產(chǎn)完全不一樣,。在晶體管的生產(chǎn)過程中,，可以分成二大塊：芯片制造和封裝。在工程分類中,，習(xí)慣把芯片制造統(tǒng)稱為“前道”,，而把封裝行業(yè)統(tǒng)稱為“后道”。在前道生產(chǎn)中,，從投料開始選原材料,，到芯片出廠，一切控制數(shù)據(jù),，給出的都是范圍,。芯片在正常生產(chǎn)時,，投料的最小單位是“編號批”，每批為24或25片4英寸到8英寸直徑的園片,。就以4寸片為例,，每片可出合格的晶體管只數(shù)少則上千,，多則可近10萬,。在實際生產(chǎn)中，最小生產(chǎn)單位是“擴散批”,，一個擴散批所投的園片從150片到250片之間,。可以想象出,，在芯片的前道生產(chǎn)中,，每次投料，對以單只來計算的晶體管而言,，是一個什么樣的數(shù)量概念,。不說別的，要讓一個擴散批所有的材料,，具有相同的電特性（這里,，也可以說是硅片的電阻率），是不可能的,。加上硅片中,，不可避免的會有一些固有的缺陷（半導(dǎo)體晶格的層錯和位錯），使得在幾乎相同環(huán)境中生產(chǎn)出的同一品種的晶體管,，不可能具有完全相同的電特性,。這樣只能給出一個大家都能接受的范圍，這就是產(chǎn)品規(guī)格書,。

為了提高生產(chǎn)效率,，現(xiàn)在許多芯片廠都把芯片的“免測率”作為生產(chǎn)線工序能力的一項重要考核指標(biāo)。所謂的“免測”,，是指產(chǎn)品的參數(shù)靠設(shè)計,、工序控制來達(dá)到，加工結(jié)束后,，通過抽測部分相關(guān)點的參數(shù),，來判斷此片的質(zhì)量情況。當(dāng)此片的抽測合格率在96%以上時,，就把此片芯片列入“免測片”,。要使晶體管芯片達(dá)到免測試，就必須對其中的一些參數(shù)進行“余量放大”,。而晶體管的反向擊穿電壓就是重點之一,。為了提高晶體管的反射擊穿電壓,，芯片投料時，就會對材料進行優(yōu)化,，優(yōu)化的考慮是在最差的工藝加工情況下,，所生產(chǎn)出的晶體管反向擊穿電壓也要比規(guī)格書高10~20%，而在生產(chǎn)控制時,，為了達(dá)到生產(chǎn)工藝設(shè)計時的指標(biāo),，又會考慮在最差的情況下，使產(chǎn)品能夠達(dá)到設(shè)計要求,，這樣,，就使已經(jīng)被放大過一次的指標(biāo)再次被大10~20%。這樣,，就使原來只要求反向擊穿電壓達(dá)到20~30V的晶體管,，在實測時，部分就能達(dá)到60V以上,，甚至更高,。這就是為什么有時一些晶體管的反向擊穿電壓實測值會遠(yuǎn)大于規(guī)格書的原因。盡管一些晶體管的反向擊穿電壓值遠(yuǎn)大于規(guī)格書,，那么,，是否就可以以實測值來作為使用的依據(jù)呢？回答是否定的,。

這是因為,，所有的晶體管測試程序，都是以規(guī)格書上所提供的參數(shù)范圍,，來作為差別晶體管合格與否的標(biāo)準(zhǔn),。對反向擊穿電壓而言，只要比規(guī)格書上所規(guī)定的值大,，就判為合格,。如果你測量到的反向擊穿電壓要遠(yuǎn)高于規(guī)格書，不要以為供應(yīng)商以后發(fā)給你的貨,，都是具有與此相同的電壓特性,，供應(yīng)商所提供的商品，永遠(yuǎn)只會承諾以規(guī)格書為準(zhǔn),，也只能是以規(guī)格書為準(zhǔn)提供商品,。規(guī)格書上所承諾的，是實際的,，而其它,，都是虛的。因此,，建議在設(shè)計選型時,，一定要以規(guī)格書為準(zhǔn),，并留下足夠的余量，而不是以實物的測試值為準(zhǔn),。

在一些高反壓晶體管的規(guī)格書上,，有些反向擊穿電壓以BVcer和BVcbr來表述。此種表述的含義是：

BVcer——基極與發(fā)射極之間,，接有一只KΩ量綱的電阻,，其它測試原理、測試條件與BVceo相同,。同樣,，BVcbr在測試晶體管的C-B結(jié)的反向擊穿電壓時，其晶體管的發(fā)射極不是懸空,，而是通過一只KΩ量綱的電阻接到“零電位”。晶體管的反向擊穿電壓高低的排列是： BVcbo≥BVcbr>BVcer>BVceo,。

2,、晶體管的最大集電極電流Icm

定義：晶體管處于共發(fā)射極工作時，集電極—發(fā)射極之間的電壓為一定值,，增加晶體管的Ic,，隨著Ic的增加，晶體管的放大會減小,。當(dāng)晶體管的放大降到是正常時（測試條件）的一半時,，此時的Ic就稱為Icm。

此電參數(shù)對工程設(shè)計的指導(dǎo)意義是：決定了晶體管正常工作的電流范圍,。

此電參數(shù)與放大有關(guān),。從放大（此處所說的放大是指晶體管在共發(fā)射極電路時的Hfe。在沒有特別說明時,，都是指此）的公式上可知：

Ic=Iceo+β*Ib————（Vce=常數(shù)）

Iceo————晶體管的漏電流,，又稱穿透電流

晶體管在通電后，總有漏電流（Iceo）的存在,。而且Iceo與溫度強相關(guān),。因此，此參數(shù)也與溫度強相關(guān),。

雙極型晶體管是電流控制器件,。在設(shè)計時，對此項參數(shù)的考慮要點是必須考慮晶體管的工作環(huán)境溫度,。隨著溫度升高,，放大升高，使晶體管的Ic增大,，當(dāng)進入惡性循環(huán)后,，晶體管會很快失效,。

在設(shè)計時，整機中Ic的實測值,，不要超過規(guī)格書所標(biāo)的60%,。如果超過此值，同樣會使晶體管的可靠性出現(xiàn)數(shù)量級的下降,。對此可以從硅材料的導(dǎo)電特性（趨邊效應(yīng)）中,，找到答案。

3,、集電極最大耗散功率Pcm

定義：晶體管工作時,，施加在集電極—發(fā)射極之間的電壓和流過該晶體管集電極電流的乘積，即為此晶體管的集電極耗散功率,。所謂集電極最大耗散功率Pcm則是考慮到晶體管的熱阻,、最高結(jié)溫等綜合因素，以文字形式,，規(guī)定的值,，此數(shù)值由規(guī)格書提供。

晶體管的Pcm除了與芯片面積有關(guān)外,，還與封裝形式有關(guān),。一般情況下，封裝為TO-92的,，Pcm<650mW,，封裝為TO-126的，Pcm<1.25W,，封裝為TO-220的,，Pcm<2W。當(dāng)芯片采用TO-220的封裝時,，基本就與芯片面積無關(guān)了,。需要說明的是，在這里的說的Pcm,，都是不帶散熱片的“裸管”,。

此電參數(shù)對工程設(shè)計的指導(dǎo)意義是：決定了晶體管正常工作的功率范圍。

需要說明的是,，Pcm是無法進行測量的,，只能靠設(shè)計和工藝保證。如果從單一的極限參數(shù)來講,，BV（反向擊穿）是可逆的,，即降低電壓，晶體管仍能恢復(fù)原來的特性；瞬間的集電極電流超過Icm了,，晶體管也就是放大變差而已,。但對Pcm就不是了，如果晶體管工作時的Pc超過了Pcm,，那怕是瞬間（毫秒級）的,，則晶體管也很可能會永久失效，至少會使P-N結(jié)受損,，這樣,，會導(dǎo)致整機的可靠性大大下降。我在進行客戶服務(wù)的過程中,，此類事遇到過多次,。

遇到這種情況，建議要首先計算一下晶體管的功率,。從Pcm的安全區(qū)來講,，設(shè)計時不要超過50%為好。現(xiàn)在,，許多客戶在使用晶體管時,，往往都把管子的余量用足了，我以為,，這是工程師對產(chǎn)品不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。要知道,，晶體管的余量是分段,、分級的，設(shè)計,、工藝所設(shè)定的余量,，是留給產(chǎn)品本身的。而且,，既然是余量,，就會有大有小，而你拿到的樣品,，則是隨機的,，如果在這里把樣品作為藍(lán)本，則就是埋下了一顆“定時**”,，不知什么時候會讓你手忙腳亂,。所以我們在設(shè)計產(chǎn)品時，也應(yīng)該給客戶留下足夠的余量,，這是我們工程師的職責(zé),。

對于Pcm的設(shè)計，一定要從最壞的處著手分析,，同時,，還要考慮環(huán)境溫度的影響,。否則，很可能出現(xiàn)意想不到的異常,。

Pcm對半導(dǎo)體器件的限制,，可推廣到所有的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

二,、直流參數(shù)（DC）

常規(guī)的直流參數(shù)有：三個反向漏電流（Iceo,、Icbo、Iebo）,、兩個飽和壓降（Vces,、Vbes）、共發(fā)射極放大（Hfe或β）,。分述如下,。

1、晶體管反向漏電流

定義：在PN結(jié)兩端加一定值反向直流電壓,，此時檢測到的電流,，即為被測晶體管的反向漏電流。

一個雙極型晶體管的反向漏電流有三個,，分別是基極開路,，集電極—發(fā)射極間的漏電流Iceo、發(fā)射極開路,，集電極—基極間的漏電流Icbo,、以及集電極開路，基極—發(fā)射極間的漏電流Iebo,。

此參數(shù)對工程的指導(dǎo)意義是提供了晶體管在設(shè)計時所需考慮的電流影響及整機工作時因溫度升高,，對晶體管此參數(shù)的要求。

實際上,，目前所使用的晶體管,，大部份是以硅材料制成的。由硅材料的特性可知,，在常溫下其漏電是很小的,，基本是微安級。但,，當(dāng)溫度升高后,，其漏電的增漲速率則很高。因此,，在用于精密放大（測量）時,，一定要注意此參數(shù)對放大器的影響。

2、晶體管的飽和壓降

定義：當(dāng)晶體管的兩個結(jié)（集電結(jié),、發(fā)射結(jié)）都處于正偏時,，則稱此晶體管處于飽和狀態(tài)，此時,，發(fā)射結(jié)對電流阻礙時產(chǎn)生的電壓降,，稱為前向飽和壓降（又稱正向壓降），記為Vbes,；集電結(jié)對電流阻礙時產(chǎn)生的電壓降,，稱為反向飽和壓降，記為Vces,。當(dāng)晶體管處于飽和狀態(tài)時,，其基極電流對晶體管的控制將失去作用，此時,，集電極—發(fā)射極間的管壓降最小,。

此參數(shù)對工程的指導(dǎo)意義是：Vces—限制了晶體管工作時的動態(tài)范圍；而Vbes—則是指出了晶體管的輸入要求及范圍,。

此參數(shù)在實際應(yīng)用中,，出問題的較少。在設(shè)計時,，只要考慮到隨著溫度升高,，飽和壓降會變大，對基極注入來講,，Vbes小,，導(dǎo)致的結(jié)果是Ib增大，對晶體管的輸出來講,，Vces小會出現(xiàn)工作點偏移。

3,、晶體管的共發(fā)射極直流放大系數(shù)Hfe

定義：晶體管在共發(fā)射極的工作狀態(tài)時,，固定晶體管的集電極—發(fā)射極電壓（VCE=一定值），在規(guī)定的Ic條件下,，測量Ib的值,，用公式

Ic=Iceo+β*Ib————（Vce=常數(shù)）（Iceo————晶體管的漏電流，又稱穿透電流）求出

β≈Ic/Ib（忽略晶體管的漏電流Iceo）,。

此參數(shù)與溫度強相關(guān),。

此參數(shù)指明了晶體管基極電流對集電極電流的控制能力。其指導(dǎo)意義是給出了晶體管輸出與輸入之間的關(guān)系,。

在設(shè)計一個電路時,，都是從末級輸出開始，一步一步往前推，一級一級往前算,，這就是對每個晶體管的放大量,、工作點進行計算和確認(rèn)。

我在做售后服務(wù)近程中,，所碰到問題最多的是客戶在進廠檢驗時,，對供應(yīng)商所供給晶體管的放大提出疑問。在處理此類問題時,，發(fā)現(xiàn)了對放大檢測過程中的誤區(qū),，在此想通過解釋，使大家對晶體管的放大有一個正確的理解,。

A：晶體管的放大,，在前道生產(chǎn)中是最重要的一個物理控制參數(shù)。測試時,，除了嚴(yán)格安照產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格要求的測試條件進行外,，對環(huán)境溫度也進行了嚴(yán)格的控制。一般,，芯片加工廠測試工序的溫度控制范圍是22.5℃±0.5℃,，而在封裝廠，因各個公司的生產(chǎn)條件不盡相同,，所能進行控制的精度不盡相同,，這樣，同一品種的晶體管,，在不同的時期,，出現(xiàn)冬天放大偏小，夏天放大偏大的現(xiàn)象,。而在整機廠的進廠檢驗工位,，其環(huán)境溫度的控制遠(yuǎn)不如封裝廠這樣講究，在這樣的環(huán)境下檢測晶體管的放大,，出現(xiàn)誤差就在所難免,。當(dāng)某批貨的放大在規(guī)格書范圍的邊緣時，就會出現(xiàn)進廠檢驗不合格,。對此,，建議整機廠在對晶體管的放大進行專項驗收時，應(yīng)該在規(guī)格書上所承諾的范圍上適當(dāng)?shù)胤艑捊邮諛?biāo)準(zhǔn),。

B：晶體管的放大系數(shù),，是在一種特定的條件下測得的。從晶體管的各種等效電路上可知,，Hfe與Ic的值強相關(guān),。有些整機廠為了降低生產(chǎn)成本,，采用數(shù)字萬用表對幾乎所有的晶體管進行測試，并以此來作為進廠檢驗的標(biāo)準(zhǔn),，這實在是對晶體管放大的理解太膚淺了,。根據(jù)我對數(shù)字萬用表的檢測，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的數(shù)字萬用表測晶體管時所提供的測試條件是Vce=3V,，Ic=0.5~1mA,此測試條件與9014,、9015的常規(guī)條件相近外，與9012,、8050等Icm較大的品種,，相距甚遠(yuǎn)。如果你說,，我以所保留的樣品為準(zhǔn),，同樣是很荒唐的。因為,，你的所謂樣品的放大,，是在芯片加工的控制范圍以外的，對此,，沒有重復(fù)性可言,。

C:對于選取Hfe的原則。當(dāng)我們確定使用某款晶體管后,，首先要對此管子的放大有一個初步了解,。有人說，規(guī)格書不是已經(jīng)提供了嗎,？而我以為,，規(guī)格書所提供的范圍，是非常粗的,。這里,，你所設(shè)置的工作點，不見得與規(guī)格書所標(biāo)的測試條件相同,，你所要求的放大,，不見得就是規(guī)格書所標(biāo)出的值。因此,，當(dāng)你設(shè)計計算結(jié)束后，應(yīng)該把晶體管在你所設(shè)定的電流條件下對所有品種的晶體管都測試一遍,，從中看看自己的設(shè)定有沒有問題,，然后，還要查一下規(guī)格書中的曲線圖,，驗證一下所選的晶體管是不是在安全區(qū)內(nèi),。跟著才是做樣板或樣機,。在對樣機的檢測中，要注意晶體管的溫度變化（尤其是功放級）,，是不是在自己的控制這內(nèi),。如果一切都順利，也不能就此掉以輕心,，以為大功告成,，因為許多異常，只有在大生產(chǎn)時才會出現(xiàn),。

三,、交流參數(shù)（AC）

晶體管的AC參數(shù)有很多，不同的使用環(huán)境,、要求,、功能，對晶體管的交流參數(shù)要求的側(cè)重點是完全不一樣的,。例：當(dāng)晶體管用于調(diào)頻收音機的高放時,，普通收音機只要關(guān)心fT就夠了，但如果此收音機在二級以上,，則就要對完成高放功能的晶體管,，還會有噪聲（NF）的要求。對此類參數(shù)重點敘述fT,、ts及相關(guān)的tf和td.分述如下：

1,、共發(fā)射極放大時的截住頻率fT

定義：晶體管處于共發(fā)射極的工作狀態(tài)時，基極輸入信號的頻率達(dá)到一定數(shù)量時,，晶體管的放大會出現(xiàn)下降,。當(dāng)頻率升高到此管的放大等于1時，此頻率就稱為晶體管的截住頻率,，又稱為特征頻率,。

一般，在規(guī)格書上,，都會有fT的值,。注意此參數(shù)與晶體管的Ic有關(guān)，一情況下,，Ic越大,，測到的fT越高。此參數(shù)另一個特性是,，當(dāng)放大下降到10倍后,，頻率的升高與放大的下降呈線性關(guān)系。完全可以用直流方程來求解其中的點,。

此參數(shù)對工程設(shè)計的指導(dǎo)意義是規(guī)定了晶體管在共發(fā)射極狀態(tài)下,，最高工作頻率范圍,。

當(dāng)所設(shè)計的線路，要考慮到晶體管的fT時,，放大器的工作頻率只能是fT的十分之一以下,。但，不是晶體管的頻率越高越好,，如果晶體管的頻率太高,，則會增加引起放大器在工作時自激的可能。在做樣板時,，還要注意因頻率升高后,，對PCB板的一些特殊要求。

2,、晶體管的開關(guān)參數(shù)

當(dāng)晶體管用于模擬開關(guān)作用時,，其工作區(qū)是晶體管的工作點從截止區(qū)到飽和區(qū)輪換進行。無論哪種開關(guān),，都會有延遲出現(xiàn),。在規(guī)格書上，往往會提供ton,、toff的規(guī)范,。此參數(shù)對開關(guān)三極管來講，是一組很重要的參數(shù),。在這里,，對此參數(shù)不進行專門說明。在開關(guān)電源普遍應(yīng)用于各類電器時,，各種門類的開關(guān)電源,，已經(jīng)是遍地開花。但我在與一些電源生產(chǎn)公司的工程師交流時發(fā)現(xiàn),，許多工程師對開關(guān)電源的性能,、安全性影響極大的晶體管開關(guān)時間，很少關(guān)注,，而往往只關(guān)注晶體管的擊穿電壓,、放大等。對晶體管的這種片面理解,，往往會導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)問題時,，感到無從下手。下面重點談?wù)劥藛栴},。

當(dāng)晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)時,，首先假設(shè)晶體管是處于截止?fàn)顟B(tài)（即關(guān)閉狀態(tài)）。當(dāng)在晶體管的基極注入一足夠大的正向電流開始,，到完成一次翻轉(zhuǎn),，要經(jīng)過4個階段，分別是：

集電極電流從“0”開始增大,，升至Icm的10%所需的時間,，稱為延遲時間，記作td,；

集電極電流從Icm的10%開始,，升至Icm的90%時所需的時間，稱為上升時間,，記作tr,；

此時，晶體管被認(rèn)為呈開啟狀態(tài),。注意,，此時因輸入信號仍維持高電平，,，所以晶體管的Ic將繼續(xù)增大,，只要此注入信號維持足夠長的時間，晶體管就會進入深飽和狀態(tài),。當(dāng)晶體管進入深飽和后,，基極電流的增加，對集電極電流將失去控制,，僅僅能起維持作用,。這一點很重要！這兩段時間之和相當(dāng)于規(guī)格書中的開啟時間ton.也就是說：

ton=td+tr

當(dāng)注入信號由上升轉(zhuǎn)為下降,，集電極電流將從飽和區(qū)退出,。集電極電流在基極注入反向電流后，從Icm開始下降,，到下降至90%時,，所需的時間，稱為儲存時間,，記作ts,；

集電極電流從Icm的90%降到10%的Icm所需的時間，稱為下降時間,，記作tf.

顯然,，這兩段時間之和，就相當(dāng)于規(guī)格書中的關(guān)斷時間toff.也就是說：

toff=ts+tf.

在這四個時間段里,，ts所占用的時間最長,。對電路的影響也最大。但其它幾個時間段如果不給予足夠的注意,，同樣會出大漏子,。

在此,，給出晶體管一個工作周期的功耗：

A：晶體管截止時的功耗：Poff=Iceo*Vcc*toff/T；

B：晶體管導(dǎo)通時的功耗：Pon=Ic*Vces*ton/T,；

C: 晶體管開通過程中的功耗：Pr=1/6T Ic(Vc+2Vces)tr,；

D：晶體管關(guān)斷過程中的功耗：Pf=1/6T Ic(Vc+2Vces)tf。

總功耗Pc=A+B+C+D=Poff+Pon+Pr+Pf

在以上這組公式中,，截止功耗和導(dǎo)通功耗都比較好理解,。對于開通、關(guān)斷過程的功耗,，沒有進行推導(dǎo),，直接采用了在許多專業(yè)書籍上推導(dǎo)的結(jié)果。有興趣的可以在介紹這方面原理的書中找到,。

以上是從理論上對晶體管的開關(guān)狀態(tài)時的功耗進行了分析,。從中可以發(fā)現(xiàn)，晶體管的功耗,，與晶體管的開關(guān)時間直接相關(guān),。晶體管工作的物理過程中，我們已知的事實是：晶體管從截止到飽和,，經(jīng)過放大區(qū)的時間可以做得很短,，也就是說，從晶體管的截止到飽和,，只要給晶體管注入足夠大的基極電流,，晶體管就能很快進入飽和狀態(tài)。但晶體管要從飽和退回到截止,，就不是那么容易了,。因ts的存在，使晶體管在經(jīng)過放大區(qū)時,，所需的時間很長,。晶體管在功耗，在放大區(qū)是最大的,。因此,，晶體管在轉(zhuǎn)換過程中，此過程中的功耗,，起了主要作用,。實踐中發(fā)現(xiàn)，晶體管的ts,對振蕩頻率的影響最大,。當(dāng)晶體管起振后,，隨著晶體管殼溫升高，晶體管幾乎所有的電參數(shù)發(fā)生了變化。其中,，影響最大的是放大,、和開關(guān)參數(shù)。放大變化后,，對電路所產(chǎn)生的影響,，相信工程師們都有體會，但對開關(guān)參數(shù)變化所引起的后果,，則往往很少注意。而晶體管在開關(guān)電源應(yīng)用中的失效,，恰恰大部分是因開關(guān)時間在高溫下的變化率太大而致,。我曾做過這方面的實驗：用一組放大基本相似、但開關(guān)時間不同的晶體管在同樣的條件下試驗,，結(jié)果發(fā)現(xiàn),，凡是溫度異常升高，嚴(yán)重時炸管的,，都是tf較大的晶體管,。通過反復(fù)對比，發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶體管用于節(jié)能燈時,，tf的影響,，不如開關(guān)電源那么敏感。而當(dāng)晶體管用于節(jié)能燈時,，則對ts相當(dāng)敏感,。在此，可以給出試驗結(jié)論：

晶體管用于節(jié)能燈時,，ts對燈功率,、啟動電壓相當(dāng)敏感。在芯片面積小于1平方毫米時,，希望ts的取值越大越好,，至少要在0.7微秒以上；在芯片面積大于1平方毫米,、小于1.84平方毫米時,，要求ts的范圍在2.5—4.5微秒左右；而當(dāng)芯片面積大于2平方毫米時,，因芯片加工工藝的關(guān)系,，不能給出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只能說靠實驗來定了,。順便說一下,，芯片面積越大，則ts也就越大。

當(dāng)晶體管用于開關(guān)電源時,，如果是線路是采用單管變壓器反饋振蕩的,，則要求tf小于0.7微秒，如果線路采用的是集成電路控制PWM的雙管變換線路的,，則除了對ts有要求外,，對晶體管的tf、td都得加以注意,，一定要通過試驗得出結(jié)論后,，才能投產(chǎn)。順便說一下,，tf與BVCEO電壓強相關(guān),，擊穿電壓越高，則tf 越大,。而且,，要使ts減小，可以通過輻照等工藝,，使參數(shù)滿足要求,，而輻照，對tf幾乎沒有影響,。所以,，在選用晶體管的參數(shù)時，不能只考慮某項單一參數(shù),，而要進行全面權(quán)衡,。

講到這里，基本上就把我對工作實際中,，對晶體管參數(shù)的考慮要點,，全部說完了。大家在做工程中,，肯定還有許多的體會和認(rèn)識,。這是在我們上課時，教室里學(xué)不到的體會,。在這里,，我不談什么理論的出處，如何推導(dǎo),。因為我想,，晶體管基礎(chǔ)理論的書已經(jīng)出得夠多的了。但,，要提高自己的業(yè)務(wù)能力,，光靠讀書，是沒有用。在此,，僅作為拋磚引玉吧,。

四：對一些異常現(xiàn)象的分析思路和實例

了解晶體管的電參數(shù),，是為了用好晶體管,。什么叫用好晶體管？是一個智者見智,，仁者見仁的問題,，我相信不會有唯一的答案。我想,，作為電子應(yīng)用工程師,，除了對晶體管有所了解，還必須對其它的電子元器件有所了解,。在你設(shè)計的電路中，就是你對這些元器件理解的組合,。在一個電路中,，讓晶體管工作在最合適的工作點上，發(fā)揮著最佳性能,，在完成所希望功能的同時,，有較高的可靠性，對晶體管而言,，基本就算用好了,。實際上，晶體管只是我們通常使用的電子元器件中的一類,，所有電子產(chǎn)品,，都是各類電子元器件的有機組合體。因此,，我們在設(shè)計一件電子產(chǎn)品時,，就是把這些電子器件按人們的要求進行組合。因各人對電子器件的理解不同,，對同一類產(chǎn)品的設(shè)計理念不同,，就導(dǎo)致了功能各異、性能各異的電子產(chǎn)品,。但從原則性角度上講,，我認(rèn)為最重要的是：要從“系統(tǒng)”的角度來看待在我們手中做出的產(chǎn)品。下面談?wù)勎矣H身經(jīng)歷過的幾件事,。

一,、在我負(fù)責(zé)收音機電路的售后服務(wù)時，曾碰到過這樣一種現(xiàn)象，生產(chǎn)線上流出的成品,，在入倉庫,，抽檢中出現(xiàn)壞機，壞機的現(xiàn)象是調(diào)頻靈敏度下降,，噪聲增大,。經(jīng)查，是主IC的調(diào)頻輸入端已損壞,。失效率在3%以上,。對此，分析了IC芯片,、組裝工藝,、生產(chǎn)線的狀態(tài)，均無異常,。

對IC芯片進行解剖后發(fā)現(xiàn),，在輸入端有電場擊穿的痕跡。而對生產(chǎn)的現(xiàn)場,，進行檢查,、跟蹤，得出了都在該公司的質(zhì)量控制范圍的結(jié)論,。而且,，當(dāng)時的天氣并不是很干燥，找出這種高壓電脈沖是從哪里來的,，就成了當(dāng)務(wù)之急,。因為問題是在入庫檢查時發(fā)現(xiàn)的，所以,，就從最后一道工序往前走,。走了幾遍，沒發(fā)現(xiàn)問題,。這時我就對每道工序都提了個為什么——“此工序要達(dá)到的結(jié)果是什么”,，然后再問一下自己，“此種操作,，會引起IC的損傷嗎”,？

帶著這樣的心情再走在生產(chǎn)現(xiàn)場，果然就有收獲了：最后一道工序,，是包裝,，而在包裝前，該公司為了收音機表面的清潔,，幾乎對每臺機都用一種有機溶劑,，進行了擦試,。用這種工藝對外接的拉桿天線進行處理進，產(chǎn)生的靜電則由于沒有泄放回路,，而保留在整機中,。當(dāng)這些電荷通過IC的高放電路對地（對電源同）形成泄放時，而此IC的高放,，是整塊電路中最薄弱的部分,，所以就很可能使此IC損壞。想通后,，就建議在此IC的高放輸入端接入了雙向保護二極管,，問題得到解決。

二,、在某電源整機廠,，在相同的輸出功率情況時，用晶體管Pcm較?。葱酒娣e相對較?。┑墓茏诱＃肞cm較大（即芯片面積相對較大）的晶體管卻大量損壞的現(xiàn)象,。解剖這些失效的晶體管,，都是過功率型損壞。在該公司現(xiàn)場了解到的情況使我大吃一驚：
1.振蕩頻率達(dá)到了75KHZ以上,，部分在90KHZ；
2.該公司為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量,，對所有整機都進行超功率1.2倍的高溫老化,。經(jīng)現(xiàn)場計算，此時,，晶體管的Pcm已經(jīng)超出了規(guī)格書的數(shù)據(jù),。

對此，我作了如下解釋：
1.雙極型晶體管在用于開關(guān)電源時,，受ts,、tf等參數(shù)的影響，其振蕩頻率不能超過50KHZ,，否則,，晶體管在轉(zhuǎn)換過程中，因通過放大區(qū)的時間太長,，晶體管的功耗會明顯增大,，加上此電源又是處于密封狀態(tài)，在這些綜合因素的影響下,，會使晶體管的失效率明顯上升,；
2.考核時（尤其是在高溫環(huán)境下）,，不能讓晶體管工作在過功率狀態(tài)，至于說,，為了提高整機的可靠性而加大老化功率,，則更是無從談起，因為,，老化只是一種工藝篩選的手段,，對產(chǎn)品設(shè)計時，只能起到驗證的作用,。而且,，在高溫環(huán)境中，對電子產(chǎn)品進行過功率老化,，有可能使正常的晶體管受損,，反而降低了產(chǎn)品的可靠性。

3.綜合這些因素,，我以為,，只要使用這種方案，早晚要出事,。所以當(dāng)時就給出了兩個方案：
1,、客戶改線路，至少要把考核的功率降下來;
2,、改供應(yīng)商,。因為我公司產(chǎn)品的性能達(dá)不到該整機廠的要求。

此例給我一個啟示：工程師在設(shè)計東西時,，除了對整機要有一個正確的認(rèn)識外,，對電子元器件也要有正確的認(rèn)識。不然,，很可能是好心辦壞事,。

三、某公司在一款交換機的電源制作中,，出現(xiàn)輸出效率偏低的異常,。一般，開關(guān)電源的振蕩頻率在35—50KHZ,，此時常用肖特基管或快恢復(fù)二極管作為整流二極管（普通整流二極管的工作頻率小于1000HZ）,。由于此電源的開路電壓較高，就選用了快恢復(fù)二極管（國產(chǎn)肖特基二極管的最高反向擊穿電壓小于200V）,。對此,，我認(rèn)為是整流二極管的工作效率不夠而引起。但因沒有檢測設(shè)備,，只能把這些異常的二極管帶回公司進行測試,。

首先,，二極管的所有直流參數(shù)全部正常，但要對二極管測試交流參數(shù),，則必須在專用測試儀上進行,。而此類設(shè)備，一般在非專業(yè)生產(chǎn)廠家,，是不會有的,。當(dāng)時，考慮到普通的整流二極管與快恢復(fù)二極管肯定存在著某些差異,，而要檢測這類差異的,，只有一臺電容測試儀。于是就對比檢測了普通整流二極管4007與107之間的結(jié)電容大小,。發(fā)現(xiàn)反饋樣品與4007的結(jié)電容量值幾乎相同,，而與公司庫存快恢復(fù)二極管的結(jié)電容有明顯的差異。于是得出了可能是供應(yīng)商在發(fā)貨中出現(xiàn)了混料的結(jié)論,。把這些客戶的反饋樣品交供貨商進行檢測,，得到了證實。

此事給我的啟示是：只要我們對一種元器件有了正確的理解,，就能從特性上找出差異,，對所出現(xiàn)的問題，也就可以做出正確的判斷,。

回憶本人幾十年的工作經(jīng)歷,，深深感到，當(dāng)我把所有的事,，都從系統(tǒng)的角度上進行分析考慮時,，出現(xiàn)了一個自己都意想不到的飛躍。而這個飛躍,，是靠日積月累的動手、體會,、再動手,、總結(jié)而得到的。想做一個工程師,，就要有一種刨根問底的精神,。并且一定要自己總結(jié)。只有這樣,，才能把書本上的知識,，變成自己的知識。相信大家都有這方面的體會,。我想,，如果把這些東西總結(jié)出來,，匯編成冊，一定是本好書,。大家一起努力吧,。

到此，這篇博文就算寫完了,。

本文由電子工程專輯博主“香雪茶”原創(chuàng)

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