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楼主大中小发表于 2008-3-30 21:55 只看该作者

晶体管5

【主要参数】

晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。
※ 电流放大系数
电流放大系数也称电流放大倍数，用来表示晶体管放大能力。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站, m! G" }4 v4 S4 E  Q0 _
根据晶体管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。
1．直流电流放大系数直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数，是指在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用hFE或β表示。
2．交流电流放大系数交流电流放大系数也称动态电流放大系数或交流放大倍数，是指在交流状态下，晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值，一般用hfe或β表示。
hFE或β既有区别又关系密切，两个参数值在低频时较接近，在高频时有一些差异。
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※ 耗散功率
耗散功率也称集电极最大允许耗散功率PCM，是指晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。
耗散功率与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。晶体管在使用时，其实际功耗不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。我爱电脑技术论坛8 @" W; q3 i% i; c
通常将耗散功率PCM小于1W的晶体管称为小功率晶体管，PCM等于或大于1W、小于5W的晶体管被称为中功率晶体管，将PCM等于或大于5W的晶体管称为大功率晶体管。

※ 频率特性
晶体管的电流放大系数与工作频率有关。若晶体管超过了其工作频率范围，则会出现放大能力减弱甚至失去放大作用。打造最好的电脑自学交流论坛5 q; i% o( O9 ~: W! t
晶体管的频率特性参数主要包括特征频率fT和最高振荡频率fM等。
1．特征频率fT 晶体管的工作频率超过截止频率fβ或fα时，其电流放大系数β值将随着频率的升高而下降。特征频率是指β值降为1时晶体管的工作频率。
通常将特征频率fT小于或等于3MHZ的晶体管称为低频管，将fT大于或等于30MHZ的晶体管称为高频管，将fT大于3MHZ、小于30MHZ的晶体管称为中频管。 www.520diannao.com8 p# V8 F6 v# v' d$ H) y5 v% e7 I; W
2．最高振荡频率fM 最高振荡频率是指晶体管的功率增益降为1时所对应的频率。
通常，高频晶体管的最高振荡频率低于共基极截止频率fα，而特征频率fT则高于共基极截止频率fα、低于共集电极截止频率fβ。
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集电极最大电流ICM
集电极最大电流是指晶体管集电极所允许通过的最大电流。当晶体管的集电极电流IC超过ICM时，晶体管的β值等参数将发生明显变化，影响其正常工作，甚至还会损坏。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台$ ~4 [% y7 o! T8 L; j6 U/ Z; ~- L

最大反向电压 6 r  ]) }- w  G8 Y1 Q( G: u( g# e
最大反向电压是指晶体管在工作时所允许施加的最高工作电压。它包括集电极—发射极反向击穿电压、集电极—基极反向击穿电压和发射极—基极反向击穿电压。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台: x9 W  s5 W, l! r* j9 t
1．集电极—发射极反向击穿电压该电压是指当晶体管基极开路时，其集电极与发射极之间的最大允许反向电压，一般用VCEO或BVCEO表示。
2．集电极—基极反向击穿电压该电压是指当晶体管发射极开路时，其集电极与基极之间的最大允许反向电压，用VCBO或BVCBO表示。打造最好的电脑自学交流论坛5 C  u/ T% Q$ ~. ^2 w! j# m
3．发射极—基极反向击穿电压该电压是指当晶体管的集电极开路时，其发射极与基极与之间的最大允许反向电压，用VEBO或BVEBO表示。   v6 ^; D8 J6 z; s# I

※ 反向电流我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台: O+ k: K! ~/ T+ b: x
晶体管的反向电流包括其集电极—基极之间的反向电流ICBO和集电极—发射极之间的反向击穿电流ICEO。
1．集电极—基极之间的反向电流ICBO ICBO也称集电结反向漏电电流，是指当晶体管的发射极开路时，集电极与基极之间的反向电流。ICBO对温度较敏感，该值越小，说明晶体管的温度特性越好。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台( b' s4 t- h6 Q8 \/ c0 U
2．集电极—发射极之间的反向击穿电流ICEO ICEO是指当晶体管的基极开路时，其集电极与发射极之间的反向漏电电流，也称穿透电流。此电流值越小，说明晶体管的性能越好。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站* C9 O: B0 ]7 {3 |1 |( N5 P: Z

【相关历史事件】3 q& D" A3 |5 ?& o9 k
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IBM将于12月在旧金山国际电子设备大会上介绍新晶体管设计方案的详细内容，并于2005～2006年投入生产，其210GHz晶体管已于2001年６月推出，相关芯片在2003年末或2004年初上市。
2005年2月22日，财政部和国家税务总局联合下发《关于扶持薄膜晶体管显示器产业发展税收优惠政策的通知》对液晶显示器生产企业实施一系列包括免征部分原材料进口关税、部分生产设备进口关税和增值税、缩短生产性设备的折旧年限在内的税收优惠政策。www.520diannao.com1 ^9 Y, T' h7 N+ X- b
专家认为每个晶体管最低价格底线出现在2003～2005年，从经济观点看，没有必要把晶体管做得更小了。
到2005年,0.1“m技术投产时,芯片所含晶体管数将高达几十亿只,频率也将高达几千兆赫。
预计在2005年将推出采用全新的TeraHertz晶体管架构的产品。
到2005年芯片上集成2亿个晶体管时就会热得像“核反应堆”进入2010年时芯片的温度就会达到火箭发射时高温气体喷嘴的温度水平,而到2015年芯片就会与太阳的表面一样灼热。www.520diannao.com; ^4 ~' Z4 g8 n$ k9 `$ [
2005年公司才把研发重点转向液晶玻壳,并与郑州市建设投资总公司共同投资近22亿元启动薄膜晶体管液晶显示器件玻璃基板生产线项目。

预计至2004年,hitel将可推出在新的直径为300毫米(约12英寸)的晶园片(晶园片尺寸一般十年翻一番)上能够刻出容纳5亿个晶体管的芯片。  L+ M' {6 h( A3 j3 q1 t6 P, J2 m
例如,2004年投入应用的90nm艺,其中半节距为90nm,而晶体管的物理栅长为37nm打造最好的电脑自学交流论坛" G9 z* j* H1 ^8 N3 x4 w
2004年业界已采用超薄SOI晶圆推出0.1μm1亿个晶体管的高速CMOS电路。
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夹海来风ＴＦＴＬＣＤ成为台湾下一波新产业投资焦点未来两年内我国台湾在大型薄膜晶体管液晶显示器（ＴＦＴＬＣＤ）产业的投资将近１０００亿元（新台币）根据“工研院电子所”估计，到2003年可以创造2000亿元年产值，成为继半导体产业之后，另一波带动台湾经济成长的重点产业。
2003年使用的90nm工艺又有了一些变化,同样除了线长和门长度的缩短以外,应变硅 Strainedsi)被首次引入了晶体管中以解决晶体管内部电流通路问题。
据统计:2003年单位芯片的晶体管数目与1963年相比增加了10亿倍。
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Barton：在2002年下半年，AMD将会发布应用SOI（硅连接）晶体管结构的Barton内核处理器。
结果从2002年1月1日起，我国对移动通信基站，移动通信交换机，大、中、小型计算机，喷墨、激光打印机，传真机，电阻器，电位器，晶体管及集成电路等122个关税税目的主要信息技术产品实行零关税，占我国信息技术产品总税目（共251个）的49％左右。
2002年以来，日本以外的市场对彩色超向量扭曲薄膜晶体管LCD的需求激增。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站8 L2 S1 M- n8 f& S: E7 {
根据中国加入世界贸易组织信息技术产品协议的承诺，２００２年中国将对移动通信基站、移动通信交换机、大中小型计算机、喷墨、激光打印机、传真机、电阻器、电位器、晶体管及集成电路等１２２个关税税目的主要信息技术产品实行零关税。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站- b& ~& x1 P! z7 ~/ G
2002年9月15日在美国硅谷举办的微处理器论坛上,世界芯片业霸主、美国英特尔公司表示,该公司将在2007年推出集成10亿个晶体管和运行速度高达6GHz电脑芯片,让世界芯片进入10亿晶体管时代,同时证明摩尔定律这棵发明理论之树常青。打造最好的电脑自学交流论坛7 g* u" Q& g  j) ^6 ~1 J0 G
2002年5月,IBM开发出速度远超过现在最先进的硅晶体管的碳纳米晶体管,实用化进程再次加速。我爱电脑技术论坛4 Z% S/ j; t# ]. k0 e/ y+ |
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而在2001年年底到2002年年初的这段时间里，英特尔公司的产品线将全部转移到0.13微米封装工艺，所采用的晶体管制造技术为70纳米。
2001年9月25日，投资金额14．8亿美元的中芯国际集成电路制造（上海）有限公司，在上海张江高新科技园区举行了“中芯第一芯”投产庆典，庆祝第一片8英寸、0．25微米以下线宽（指芯片上晶体管之间的距离，越短则同一个芯片上可排列的晶体管越多，技术水平越高）的芯片上线生产。
2001年，贝尔实验室发明了世界上第一个分子级晶体管，从而成为继1947年发明，标志着通信和技术新时代到来的晶体管之后的又一个科学里程碑。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站/ y2 ~8 }/ ?% l
2001年7月18日，青岛晶体管实验所开岛城科研院所改制之先河：130名职工出资100万元将其买断，斯时，这个实验所在国有体制下经营了35年。
2001年6月，IBM宣布单个硅锗晶体管的工作频率达到210GHz，工作电流1mA，比上一代硅锗晶体管速度提高了80%，功耗降低了50%。www.520diannao.com  d% q4 y: ~* P5 @( ^
2001年，Avouris等人利用此法制造成功了世界上第一列碳纳米管晶体管1451。打造最好的电脑自学交流论坛6 G5 ~9 k, N6 P$ r/ [6 @  J
2001年4月,IBM公司宣布1世界上每一个碳纳米材料晶体管俘列,从而使“分子计算机”的理想于始走向现实。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站4 e- P" O+ X9 s% T
2００１年４月，IBM公司宣布世界上第一个碳纳米材料晶体管阵列，从而使“分子计算机”的理想开始走向现实。
如2001年北京市某区的模拟题中,设置了一个自认为无误的选项:A.半导体纳米晶体是体积仅有几纳米大小,比目前微电路中使用的晶体管小得多的一种分子团。我爱电脑技术论坛7 Y" w7 N7 L% A: j- ~6 X  m4 M

　　2000年英特尔公司推出“奔腾4”处理器，运行速度高达1.5GHz，集成的晶体管数量高达4200万，每秒运算量高达15亿次。打造最好的电脑自学交流论坛* @* `8 u, L- l5 H# m
2000年 11月，容纳4200万个晶体管的奔腾4处理器的诞生，其卓越的创新使处理器技术跨入了第7代。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台  }+ f( z9 B$ g& o: E" v6 v0 ^) b
2000年 12月，英特尔公司率先在业界开发出栅极长度为30nm的单晶体管；2001年6月，英特尔又将这一纪录提高到20nm；同年 11月 26日，英特尔宣布已开发出栅极长度仅为15nm的新型晶体管，同时单个晶体管的实际工作频率已经能达到2．63THz。我爱电脑技术论坛* o& p  u7 B, A" M
到了2000年，每个设计工程师进行新设计时的生产率仅增加了一倍，为2683个晶体管／周，而采用IP模块进行设计的生产率约为30000个晶体管／周。
到了2000年，每个设计工程师进行新设计时的生产率仅增加了一倍，为2683个品体管/周，而采用IP模块进行设计其生产率约为30000个晶体管/周[l“
到了2000年，每个设计工程师进行新设计时的生产率为2683个晶体管/周，而采用IP进行设计其生产率约为30000个晶体管/周，效率提高非常明显，可以说IP重用是重要的生产力要素。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站' \) N! `8 C' M
同时，毫米波功率晶体管可能在2000年前后转到小批量的试制生产。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站0 c# P0 g$ v3 a) F5 ]
预计到2000年左右,全球将有1GDRAM和可包含500亿只晶体管的单片系统问。打造最好的电脑自学交流论坛( B- Q* {( x3 L# K
2000年初,美国贝尔实验室开发出50 nm向晶体管,该晶体管建在晶片表面,电流垂直流动,在晶体管的两个相对的面各有一个门,从而提高了运算速度。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台3 E; ?1 ?2 ~( j! X! ]8 d. @; @
例如,2000年中国从马来西亚进口的28.8亿美元的机电产品中,一半以上是显像管、晶体管和集成电路。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台9 s+ t5 `. R/ V' t2 w  i6 G
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随着1999年9月第一批（TFT－LCD）彩色液晶显示器的产出，中国内地不能生产薄膜晶体管彩色液晶显示器的历史宣告结束。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站9 H6 i: A/ q8 @$ T3 e; ~7 F8 C
早在1999年，富士通投入８亿美元在本州建成了一座可以生产超薄晶体管的工厂，那些平薄如纸的晶体管全部用于制造柔软的可卷曲的塑料液晶。
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1999年初全国各高空台站开始使用晶体管回答器。
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1998年，国际商用机器公司托马斯·沃特森研究中心的费宗·阿武里斯和荷兰德尔夫特科技大学的塞斯·德克尔证实，单个碳纳米管具有晶体管功用。
自从1998年碳纳米管应用于制作室温下场效应晶体管以来，对碳纳米管制作纳米尺度的分子器件的研究得到了长足的发展。

据1998年2月26日(科技日报》的报导,美国桑迪亚国家实验室根据量子物理的基本原理制造出量子晶体管样管,较好地解决了批量生产的工艺问题。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台- Q; ]* Q+ \% |' r
1998年3月英特尔公司制成包含 7 0 2亿个晶体管的集成电路芯片这表明集成度这一微电子技术的重要指标在不到 40年内便提高了 70 0 0万倍。www.520diannao.com- J% _8 P& F2 H

　　1997年，包含750万个晶体管的奔腾处理器面世。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台4 t$ K4 v6 e4 e, e3 R
1997年，Intel推出了包含750万个晶体管的奔腾处理器，这款新产品集成了IntelMMX媒体增强技术，专门为高效处理视频、音频和图形数据而设计。. f* Y, D/ P6 [' J
1997年 Intel推出了包含750万个晶体管的奔腾处理器，集成了英特尔MMX媒体增强技术，专门为高效处理视频、音频和图形数据而设计。
1997年，Intel推出了包含750万个晶体管的奔腾处理器。
在1997年，每个设计工程师进行新设计时的生产率为1100个晶体管/周，而采用IP模块进行设计的生产率为2100个晶体管/周。我爱电脑技术论坛4 d& w2 r. b9 q- k
我们试制了具有较高输入阻抗的晶体管放大器，1997年7月29日在主站端试用，结果激活了至周浜站的通道，连续数天的通信不中断。
微处理器技术另一个突破是芯片制造技术的革新，ＩＢＭ于1997年９月22日宣布了用铜代替铝制造晶体管的新工艺，使电子线路体积更小，从而速度更快，效能更高。我爱电脑技术论坛) e% G5 P( f. E+ n2 X* z
1997年9月IBM公司宣布研制成功种铜鹜代铝制作晶体管的新生产工艺。
自1997年起经过各厂家、用户等有关部门的共同努力，目前全国绝大部分省局已经使用晶体管回答器。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站9 E( j- r/ N& }7 |9 Z& C7 g# _! C7 v" E
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1995年底开鲜的晶体管构造计划，于1996年6月,第一批产靛经测试是非常成功的。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站4 W$ i& E9 K7 G8 z' i
1995年该厂上了两台单仓式晶体管高压静电除尘器,用在成品两台球磨机上。
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1995年11月９日首先对其中一台晶体管励磁装置进行改造。
如索尼公司1995年掌握了晶体管方面的核心专长,生产出第一代晶体管收音机,体积小,每台标价仅29.95美元,做到了价廉物美,迅速占领了世界市场。www.520diannao.com  V( H4 l4 |" V  u6 O

1994年初美国ＬＳＩ公司研制成功集成度达900万个晶体管的逻辑芯片，０．５μｍ３Ｖwww.520diannao.com; S6 F* u: [  S9 W  s- _2 h  U; Z7 E0 ~
日本松下公司最早用ＳＴＭ制作10ｎｍ质量硅量子线，1994年在瑞士召开的国际纳米工程会议上，首次展示用ＳＴＭ探针制作的晶体管单元电路。
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【晶体管开关的作用】www.520diannao.com, k' P3 n+ B5 D% H

一)控制大功率 * k! @# t; @2 H7 B- b$ j
现在的功率晶体管能控制数百千瓦的功率，使用功率晶体管作为开关有很多优点，主要是； 5 v6 o8 E" u2 y" f3 u7 z! p0 F! V
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(1)容易关断，所需要的辅助元器件少，

(2)开关迅速，能在很高的频率下工作， 8 ?) {% h( @' k6 }  l/ e' h8 p

(3)可得到的器件耐压范围从100V到700V，应有尽有．

几年前，晶体管的开关能力还小于10kW。目前，它已能控制高达数百千瓦的功率。这主要归功于物理学家、技术人员和电路设计人员的共同努力，改进了功率晶体管的性能。如打造最好的电脑自学交流论坛) s; G- n4 s3 A* N- ^
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(1)开关晶体管有效芯片面积的增加，
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(2)技术上的简化，

(3)晶体管的复合——达林顿，我爱电脑技术论坛4 I& O7 f% P9 \. Z8 ]  j& V

(4)用于大功率开关的基极驱动技术的进步。、打造最好的电脑自学交流论坛/ V( `* B  ~# A) S+ N7 d
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(二)直接工作在整流380V市电上的晶体管功率开关我爱电脑技术论坛+ {4 _/ m+ K' V- r- E

晶体管复合(达林顿)和并联都是有效地增加晶体管开关能力的方法。打造最好的电脑自学交流论坛% q* _/ c) q# U* b5 R

在这样的大功率电路中，存在的主要问题是布线。很高的开关速度能在很短的连接线上产生相当高的干扰电压。

(三)简单和优化的基极驱动造就的高性能我爱电脑技术论坛$ D3 ^5 @0 W: l+ U" p1 F
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今日的基极驱动电路不仅驱动功率晶体管，还保护功率晶体管，称之为“非集中保护” (和集中保护对照)。集成驱动电路的功能包括：电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站, ~3 v0 e6 T4 P1 w' G

(1)开通和关断功率开关；电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站0 Y; M2 i1 C; a
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(2)监控辅助电源电压；
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(3)限制最大和最小脉冲宽度；
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(4)热保护；

(5)监控开关的饱和压降。

好好学习，不断努力，我相信奇迹是会出现的！