三极管工作中几种常见故障及解决方案

浏览:169次    发布日期:2023-05-19


常见缺陷一:三极管开路缺陷


开路缺陷,指的是c-e极、b-c极、b-e极之间断开不能导通电流。


三极管开路缺陷可所以集电极与发射极之间、LS3A1A基极与集电极之间、基极与发射极之间开路,各种电路中三极管开路后的具体缺陷现象不同,可是有一点相同:电路中有关点的直流电压巨细发生了改动。




常见缺陷二:三极管击穿短路缺陷


短路缺陷通常表现为c-e极短路、b-e或b-c极短路。


三极管击穿缺陷首要是集电极与发射极之间击穿。三极管发生击穿缺陷后,电路中有关点的直流电压发生改交。




常见缺陷三:三极管噪声大缺陷


三极管在作业时要求它的噪声很小,一旦三极管本身噪声增大,听到的动静不纯真,宣告“咔咔”或“嘶嘶”声时,放大器即呈现噪声大缺陷。三极管发生这一缺陷时,一般不会对电路中直流电路的作业造成严重影响。


下面罗列几种常见的三极管噪声发生原因和解决办法:


(1)双极型晶体管的噪声来历


晶体管本身发生的噪声,与p-n结二极管的噪声类似(因为它们都是少数载流子作业的器件),也首要有三种,即热噪声(Johnson噪声)、散粒噪声和闪变噪声(1/f噪声)。热噪声和散粒噪声都是与频率无关的白噪声。


① 热噪声


这是因为载流子的热运动而发生的电流凹凸及其在电阻上发生的电压凹凸。因而,热噪声既与温度T有关,也与电阻R有关。


关于BJT,各个区域材料的体电阻以及各个电极的接触电阻都将会发生热噪声,可是BJT的热噪声首要是来自于数值较大、处于输入回路中的基极电阻rb。


因而下降BJT热噪声的首要办法就是减小基极电阻,行进基区掺杂浓度和增大基区宽度。


② 散粒噪声


这是正偏p-n结注入的少数载流子,因为不断遭受散射而改动方向,一同又不断复合、发生,所造成的一种电流、电压凹凸——散粒噪声。p-n结注入的电流愈大,载流子的速度和数量的涨落也愈大,则散粒噪声也就愈大。


③ 闪变噪声(1/f噪声)


这种噪声只要在低频下才起重要作用,首要是来自于晶体缺陷、表面态或表面不稳定性所引起的复合电流的涨落,其噪声电流均方值与频率f的α次方成反比,α值对同一种半导体而言是承认的,一般为0.8~1.5。


为了下降1/f噪声,就需要行进晶体材料的质量和改善工艺过程等。


下降高频晶体管噪声系数的底子办法就是:减小基极电阻rB;行进截止频率fa;行进电流放大系数bo;选择最佳的作业电流和信号源内阻。


(2)JFET(含MESFET)的噪声来历


JFET中发生噪声的机理有三,即:


① 沟道热噪声


多数载流子在沟道电阻上的无规运动 (热运动),使得漏极电流或漏极电压发生凹凸,这也就是热噪声,它与温度有关, 而与频率无关(白噪声)。


② 诱生栅极噪声


因为沟道电阻上的电压凹凸 (热噪声),再通过Cgs和Cds而感生栅极电压或电流发生凹凸,即诱生栅极噪声,它与频率有很大联络。这种噪声在高频时比较重要。


③ 松散噪声


在短沟道JFET中将可能有电荷偶极畴的发生和运动,这就可造成漏极电流或电压的凹凸,即松散噪声。这种噪声在微波MESFET中可起首要作用。


JFET的噪声具有以下一些特征:


首要,与BJT相比,JFET的噪声要低得多 (因JFET中不存在少子发生、复合所引起的散粒噪声 )。


其次,在不同频段,JFET的噪声成分不同,在低频段首要是沟道热噪声;在高频段首要是诱生栅极噪声。对短沟道器件,则首要是偶极畴引起的松散噪声。


(3)MOSFET的噪声来历


发生噪音的机理首要有三种:


①沟道热噪声


这是来自于沟道的电阻(即1/gD),并且与作业状况和温度有关,但与频率无关(白噪声)。


②诱生栅极噪声


这来自于沟道的热噪声,并通过栅电容耦合到栅极、使栅电压跟着沟道内电势散布的改变(热噪声)而发生凹凸,就是沟道热噪声诱生出的栅极噪声,是栅极回路中的噪声源。诱生栅极噪声在高频时比较重要。


③1/f噪声


这种噪声首要是来自于Si-SiO2界面的界面态,是一种低频噪声,并且此噪声电压跟着频率的升高而近似反比例下降,故称为1/f噪声。


MOSFET的噪声在低频段,首要是1/f噪声;在高频段,首要是诱生栅极噪声和热噪声;在中心频段,则首要是的热噪声。


下降MOSFET噪声的办法首要是:


a)减少表面态(选用Si界面态密度小的面,减少界面缺陷,即下降表面态电荷密度,选用埋沟结构),以减小低频噪声;


b)行进fT,首要是增大gm和减小输入电容Cin,以下降高频噪声;


c)减小寄生元件。


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