晶体三极管的电参数I\(_{CEO}\),是晶体管基极开路时,集电极与发射极间的反向漏电流,通常也称为穿透电流。ICEO是表征晶体管性能好坏的一个很重要的直流电参数。我们在选用晶体管时,应该尽量选取I\(_{CEO}\)较小的管子。ICEO小的管子性能稳定、可靠、功耗低、噪声系数小。下面我们来谈谈这个问题。
造成晶体管I\(_{CEO}\)大的原因是什么呢?首先,在晶体管制造工艺过程中,由于芯片表面受到沾污,表面清洗不干净,或是制造过程中造成PN结内部有损伤等都会使ICEO比较大。其次,晶体管的外壳封装不良,管脚电极之间漏电,也会使I\(_{CEO}\)变大。另外,分析可知,ICEO与共发射极电流放大倍数β及集电结反向漏电流I\(_{CBO}\)有下列关系式:
I\(_{CEO}\)=(1+β)ICBO
所以β过高的管子,在较小的I\(_{CBO}\)时,也会有较大的ICEO。我们知道β过高的管子在电路中工作往往是不稳定的。所以说I\(_{CEO}\)大的管子是一种带“病”的管子,是一种存在着内在缺陷的管子。
如果在电路中使用了I\(_{CEO}\)大的晶体管,会产生什么不良后果呢?
(一)管子耗散功率大、热稳定性差
我们以锗低频小功率管3AX31为例,正常管子在V\(_{CE}\)=-6V的条件下测试,其ICEO≤0.5mA,相应其集电极耗散功率小于3毫瓦。该管的集电极最大允许耗散功率P\(_{CM}\)是125毫瓦。因而ICEO电流所耗用的功率是微不足道的。如果选用了I\(_{CEO}\)为6mA的管子,那么在-6V工作电压下,ICEO所耗用的直流功率竟达到36毫瓦了,快占去该管PCM的三分之一了。这就是说,在无信号时管子已耗用了较大的功率。I\(_{CEO}\)是对温度敏感的参数,温度上升时ICEO增大。计算表明,温度每升高10℃,其I\(_{CEO}\)就会增加近一倍,而且锗晶体管比硅晶体管对温度更加敏感,在工作环境温度要求较高的电路上应尽量选用硅晶体管。
(二)调整集电极电流I\(_{C}\)困难、噪声大
晶体管在进行放大工作时,要有一定的起始电流(即所谓工作点),使用I\(_{CEO}\)大的管子时,集电极电流IC数值过大调不下来,甚至去掉基极偏流电阻,I\(_{C}\)仍然偏大,这样就会产生信号失真。增加(增大)电路上发射极串联电阻RE可以改善上述状态。另外,I\(_{CEO}\)大的管子一般噪声系数也大,在工作时噪声较大,所以在放大器前置放大级所用的晶体管应尽量选取ICEO较小的管子。
综上所述,I\(_{CEO}\)大反映了晶体管的特性不佳,在选用晶体管时应尽量选取ICEO较小的管子,在其它参数满足指标的前提下,I\(_{CEO}\)越小越好。 (锦·尧)