双极晶体管(BJT)简介

    双极晶体管(BipolarJunction Transistor)不像晶闸管类器件，它是一种具有两个结的自控器件，它的集电极电流受基极驱动电流的控制。双极晶体管开始出孔时，盛行一时，现在在高端应用中被IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)取代，在低端应用中被场效应管MOSFET所取代。电力晶体管的直流电流增益(hFE)较低，并且受集电极电流和温度影响很大。在图3-19所示的达林顿连接方式下，该增益能够有所增加。然而，随之而来的缺点是较高的漏电流、较大的导通压降，以及较低的开关频率。基极一射极电路中的旁路电阻和二极管有助于减小集电极漏电流和基极偏置电压。晶体管只能截止正向的电压（非对称截止）。如图3-19所示，反馈二极管对于斩波器和电压源型变频器是一个重要的器件。双重或三重达林顿晶体管已经实现模块化，配有相应的并联器件来达到较高的功率等级。

    图3-19    达林顿晶体管

    电力晶体管具有一个重要的特性，即二次击穿效应。一次击穿效应，是PN结的雪崩击穿效应。当集电极电流由基极驱动电流导通时，它会聚集在基极一发射极PN结的附近，从而把集电极电流限制在反向偏置的集电极PN结上的一个狭窄的区域内。这就会形成一个热点，从而导致PN结的热击穿，这就是二次击穿效应。由于PN结压降的负温度系数，热点处结温的升高进一步加剧了电流的集中，而这个反馈效应导致集电极电压崩溃，从而毁坏了器件。在去掉感性负载的时候也有相似的问题。随着基极和发射极的PN结变为反向偏置，集电极电流会逐渐集中在集电极PN结的一个狭小区域内。安全工作区，安全工作区如图3-20所示。

    图3-20    晶体管的正向偏置安全工作区域(SCA)(600V，50A)