【国家标准(GB)】 半导体分立器件和集成电路 第7部分:双极型晶体管

中华人民共和国国家标准
半导体分立器件和集成电路
第7部分：双极型晶体管
Semiconductor disrrete devices and integrated circuitsPurt 7 : Bipolar transistorsGB/T 4587 : 94
IEC 747-7- 1988
代替G4587---84
GB 680186
本标准等同采用国际标准IFC7477--1988%半导体分立器件和集成电路第七部分双极型晶体管》。
第丨章　总则
1引言
通常，本标准与IEC:747-1一1983半导体分立器件和集成电路总则第1部分总则》一起使。在JEC747-1中可找到下列全部基础资料：一术语
一文字符号：
基木额定值和特性；
一试方法，
一接收和可靠性
本标准各竟的编排顺序符台IEC 747-1第！章第2.1 条的规定，2范围
木标准给出了下列几种类型双极型晶体管的标准：小功率倍号晶体管（不包括开关用的）；功率晶体管(不包括开关和高赖用的)：一效人和振荡用高频功率晶体管：开关用晶体管
3文字符号
通常，在术语的标题中加进了文字符号。当一个术语有几个文字符号时，本标准只选取了最常用的。第I章术语和文字符号
1晶体管的类型
1. 1 结型晶体管 junction transistor具有一个基区和两个或两个以上结的品体管，注，结型晶体替的工作取决于注入到基区的少数载流子，国家技术监警局1994-12-31批准1995-08-01实施
GB/T4587—94
1.2双间晶体管bi-directional transistur当发射极和集电极端子互换时具有基本相同电特性的一种品体管，注；双向晶体管有时叫做对称晶体臂。但不采用后面这个术语，因为它可能使人误解为该品体管是理想对称的。1.3四极品体管telrode transistor一种通常具有两个独立基极及两个基极引出端的四个电极的晶体管。1.4单结晶体管unipolartransistor只利用种极性电荷载流子的品体管。2通用术语
2.1基极端子base terminal
连至基区的规定外部可用连接点。2.2集电极端子coilcctorterminal连至架电区的规定外部可用连接点。2.3发射极端于emitter lerminal连至发射区的规定外部可用连接点。2.4集电区collector regian
品体管的集电结和集电极之间的区域，2.5发射区eruilter region
晶体管的发射结和发射被之间的区域。2.6 基区 base region
晶体管的发射结和集电结之间的区域。2.7集电结collectorjunction
位于基区和集电区之间通常被反向偏置的一个结，载流子通过这个结从少数载流子变成多数载流子。
2.8发射结emitter junction
位于基区和发射区之间通常被正向偏皆的·个结，载流了通过这个结从多数载流子变成少数载流了。
3电路组态
3.1共基极comonbase
基极端子对输入电路和输出电路是共用的一种电路组态，在此电路中，输入端是发射极端子而输出端集电极端-。
3.2反向其基极inversc communbasc基极端子对输入电路输出电路是共用的一·种电踏组态，在此电路中，输人端是集电极端子研输出端是发射极端了。
3.3共集电极commoncoilctor
集电极端子对输入电路和输出电路是共用的一种电路组态，在此电路中.输入端是荔极端子而输出端是发射极端子。
inversecommoncollectot
3.4反向共集电极
架电极端子对输入电路和输出电路是共用的-种电路组态，在此电路中，输入端是发射极端子而输出端是基极端子
3.5共发射极communetnitter
发射极端子对输入电路和输出电路是共用的-种电路组态，作此电路中，输入端是基极端子而输山端是集电极端子。
GB/T 4587-94
inversecommonetniter
3.6反向共发射极
发射极端子对输入电路和输出电路是共用的一种电路组态，在此电路中，输入端是集电极端子而输出端是基极端子。
4有关颤定值和特性的术语
4.1 穿通电压punch-through voltagc是这样的一个集电极-基极电压值，超过此值时发射极-基极开路电压几乎随集电极-基极电乐线性地增加，
：（1）在该电压下，集电极耗尽层通过基区扩展到了发射极耗尽员：②在美国此术语的英语名称也使用\rench Thraugh vnltage\。4.2饱和电压
4.2.1集电极发射锻地利电压collector cmittet saturation voltage是在这样的基极电流或基极-发射极电压条件下的集电极和发射极之间的电压，超过此条件，基搬电流或基极电压增加时,集电极电流基本保持位定。注：此电压店基极-发射极结和基极·架电极结均为王向偏置时的集电极和发射极之间的电压，4.2.2基极-发射极饱和电压haxe-emitter saluration voltagc是在这样的基极电流或基极·发射极电压条件下的基极和发射极之间的电，超过此条件，基极电流或考极电正增册时，集电极电流基本保持恒慎定。注：此电压是基极发射极结和基极-巢电极结均为正向偏置时的基极和发射极之间的电压。4.3截电流（反向电流）cut-offcurrent(reversecurrent）当发射极(或集电极)开路.其反向电压为规定值时，流过基-集电极结（或基极-发射极结)的反间中滩。
4.4集电极申联电附callcctar scrics resistance在等效电路中，集电极端子和末达到集电极内部的点之问的电阻。4.5发射极中联电emiler scries resistance任等效电路中，发射极端子和末达到发射极内部的点之间的电阻。4.6跑租阻saturatinn resistance当集电被电流受外电路限制时，在规定的考极电流和集电级电流条件下.集电极端了和发射极端了之间的电阻，
注：跑和电阻可以提均和也压与总电流之比，也可以居微分电压与微分电流之比。采用哪种方法必须子以规定。4.7非本征极电陆exlrinsirbase resistance在等效电路中基极端了和未达到基被内部的点之间的电阻。4.8发射极耗尽层电容emitter deplelion layer capacitance发射被-基极结两端由耗尽层产生的邯部分电容。注：发射极耗尽层电突设耗！层两端总电位差的两数。4.9集电极耗尽层电容tollectordepletionlayer capacitanre集电极-基极结两端由耗尽层产作的那部分电容。江：集电极耗尽层电容是耗尽层两端总电位差的谣教，4.10（开关晶体管的）延迟时间delaytime(efa switehiugtransistor）给开关品体管的输人端施加使其从非导通态转变为导通态的脉冲开始，到出电荷载流子引起的脉冲在输出端上出现为止的时间间隔。计：通常适在外加脉冲和输出咏冲幅度1U另的两个点之间来计算延迟时间（见图1)。4.11（JF关晶体管的）上升时间risetime（ofawitchingLransistor）GB/T 4587—94
当开关品体管从非导通态转变为导通态时，在输出端子上脉冲的数值分别达到规定的上限和下限两个瞬间之间的时间间隔。
注：通带上限和下限分别为输出脉冲幅度的10%和90%（见图1)：4.12（J关晶体管的）载流子贮存时间carrier sLoragetime(ofa switching transistor）从施加到(开关晶体管)输入端的脉冲开始下降的点起，到电荷载流子在输出端产生的脉冲开始下降的点止的时间间隔。
注：开始下降的点通常足以两脉冲幅度的90%计算（风图1)。4.13（开关品体管的）下降时间fall time（of a switching iransistor）当开关品体管从导通态转变为非导通态时.在输出端子上脉冲的数值分别达到规定的上限和下限两个瞬间之间的时间间隔。
注：上限和下限分别为输出脉冲幅度的90为知1%（见图1)：4.14最高振荔频率maximumfrequencyof nscillation在规定的条件下，晶休管振荡的最高频率。注：最尚振荡频率近似等于最人资用功率增益减少到1时的频率.H-
外加脉件
理拟波形：
韩出张产
理地破形：
为越迟时间
腰冲橱度
为升时图
作就减了电流
与起的尖峰脉
、为栈流子能存时间
轴脉冲
（实际波形）
图1开关品体管的正关特性
CB/T 4587--94
4.15特征频率（f）tratisitionFrequency共发射极小信号短路正向电流传输比的模数！h2l|和测量频率（所选择的测最额率应使h21以近似6dB/倍频程递减)的乘积。
4.16电流传输比为1的频率（f.）freguencyofunitycurrenttransfcrratin共发射极小信号电流短路向电流传输比的模数。下降至1时的频率。4.17电流传输比，电流放大系数curreut transfcrratio:current amplification factor4.17.1小信号路正向电流传输比small-signal short-circuitforwardcurrcnttransferratio在小信号条件下。输出对交流短路时，交流输出电流与产生亡的小的正弦输入电流之比。4.17.2正向电流传输比的静态值staticvalueof theforward currenttransferIutiu输出电压保持不变时，输出直流电流与输入直流电流之比。4.17.3周有（大信号）正向电流传输比inherent（large-kignal）lorward current transfer Tatin)当集电极-发射极电压值为规定的常数时.集电极直流电流与集电极-基极截止电流的差除以基被古流电流与集电极苯极截止电流的和，4.18小信号开路反向电压传输比small-Rignalopen-circuitreversevoltagetransferIatio在小信号条件下，输入端交流并路时输入端上的交流电压与施加在输出端上的交流电压之比，Iransienl crrent ratio in katuration (of a switching4. 19 (开关晶体管的)饱和瞬态电流比transistor)
晶体管的瞬态巢电极电流与维持饱和所必须的最小基极电流之比，4.20阿案电压Vry（供计算机辅助电路设计）earlyvnliageVev(for.cmputer-aidetcircuitdesigu)在以基极电流作为参变量的集极电流与集电极-发射极电压的关系图上，把输出特性反问外推到电压轴，与此交点对应的电压称为莱电压。生：“阿英电压\儿与其极电流的大小无关（见图2)。Fr
5S参数
5.1般介绍
用下面两个方程来确定5-参数：0
图来电
h, - sd:3242]
= 5: — 5210:
CB/T4587-94
式中：αt和a2为入射波的值、b和码为反射波的量值、量纲均为w1\。它们适于一般的两端口网络，也适用了等殊的四端网络。对于后一种情况，；和定义为：V,+2al.
双，二
或中 i=1或2;R,手01
IL:Zu.=R+jxu
（见图3）
2和 Z.2分别为输入和输出的基准阻抗m和2通常为复数。
四渠山测络
当5-参数在其商频、超商频晶休锋规范中使用时，2.一Z2=R.（R.在大多数情况下等于500）此时,方程式(1)可改马成如1下彩成：V,-RI, =m(V,+RI)+S2(V:+RI)1
V.- R.I, - *, (V + R,+,) +sa.(V+ + R.I.):脱在川用方程式(1)和（3)来丧示S参数的宠义：5.
输出端电阀和源电阻均为R，时,输入端口上的反射波的复数与输入端口上的入射被的复数值之比iV, -R,i
VI Ri .--R
iz, - R.:
[z,!--x]
Su等于输出端接R。时，输入阻抗相对丁R.的反射系数。同样：
.等下输端电1和源电阻均为R，时，输出端[的反射波的复数值与输出端口上的入射波的复数值之比：
或等于输人端接R，时.输出阻抗对广R：的反射系数，另外
【输山端电附和源电阻均为R，时，输出端[I.上的传输波【的复数俏与输人端口上的入射波的复数值之比GB/T 4587—94
+ V, - Renl.
V+ R7 +- =(1/2V a( )
“等于源心阻和负载电阻与为R，时，输出电压V，与二分之-的开路源电压V.之比。同样：
32等于输入端电阻和源电H均为R，时，输人端月上的传输波的复数低与输出端口上的入射波的复数值之比，
或等十源电阻和负载电均为R，时，输入电压V，与分之-的开路源电压V之比。5.2楚文
下述定义是就一般情况下给出的。对丁晶体管而，依所采用的电路组态和大信号与小信于的个同.这些参数的值可能是不同的。，5.2.1输入反射系数(su）inputrele:c:tioncoeffieipu(m）在小信号下，输出端电阻和源也均为K时·输入端门！的反射被的复数值与输人端口上的入射被的复数值之北，
注：摘人这时系数等效于输出帮接R时，品本管的输人阻抗，对源阻抗R.的反射系数。5.2.2输出反射系数（sa）outputreflccttoncoefficjent（s）在小信号下，输入端电阻和源电阻都为R，时.输出端T上的反射波的复数值与输出端口1的入架被的复数之比，
注：输山反射系数等效于输入端接R。时，品体管的输出阻抗2：对源阻抗R：的反射系数。5.2.3正向传输系数（s2i）forwatd trangmissioncuefficien（s21）在小倍号下，输出端电阻和源也阻都为R，时，输出端口上的传输波的复数值与输入端门[的入射波的复数值之比，
注：正向传输系效等效于品体营的输山端接&.且输入由·个中阻为&的电源供电时，输出端应压的复数位与一分之-的并路诞电压的复数值之比。5.2.4反向传输系数（stz）TeversIransmissioncoefficient（s）在小信号下，输入端电阻和源电阻均为R，时.输人端I上的传输波的复数值与输出端1IL的入射被的复数值之比。
让，反询传输系数等效于晶体管的辅入端接R。且输山端由个也为化.的电源供电时，输入端电压的复数值厅分之一的汗路源电烂的复数值之。一般说明：
对所有的S-参数来说，电阻R，成是相同的，其值··般为n。上述定义中.凡涉及到欧娜性源和端接电证的，对某些晶体管（例如：MS场效成晶体管可能是不适用的，
5.2.5正向传输系数为1时的频率（ff）Ircyuericyolunityforwardtransnussioncocfficient（f.)
正问电流传输系数2的模数下降到1时的减影，5.3S参数的应用
可按下述示概使用5.2条中定义的S参数：5.3.1S-参数与H他参数(y+z,h)的关系下列矩阵是恒等的：
(y) - R.(I +sn+ sn + det s)
(2) = (1 ~ : + der )
I-+ - det+
CB/T 4587-94
[( ~ s., + 5u -- det s)
25 21
[(I + su - S - der s)免费标准下载网bzxz
[(1 + + $2 + det s)R.
L- 2591
I 1 - si1 - s + det s
R21fu152+ det s
+ I+ si + se + dct s
det +-. R.
I - 311 - 52 + det 5
det -
5.3.2将S-参数转换成其他参数(y+.h）下列各式是恒等式：
I+ su - Su - det +
1 - sr: + 52- -- del -
(1+ $ — 3
(1 -s I se det s))
1 su 2: + det s)
[812521 +( - 81)(1 + 22)-
[(1 + s(+) - s2R
-- 2812-
[(1 +5)(1 +5) - 51s0]R
(1 + )(1 + ) 22rR
82t +(1 +5m(1=22)71
( + (+) R
[-m(1 + ) R
Ls., + (1 - sm)(1 I sen).
3.:(1 .33(1 1 522)
331(1(1 + s)
r(1 - 5>(1 - 52) - 5:2521 1)[35m + (1-sm)(1+ 5)]R
F1+ s(1 - sa) +a .
8u[(-(1 - 2) - ]
—2512
212 - [(- s(1 - 2) - 12 ]
[(1 -1pr/-'sm) = s5a]
[+ s s + suak.
[(1s(1 s) - 31]
5.3.3使用S-参数首接计算品体管放大器的特性当负载阻抗Z. 由负载反射系数 r. 确定对,相对于R,的输人反射系数:t:5g
=su1-2
2,-R。
GB/T 458794
当源粗抗Z.出源反射系数r确定时,相对于R.的输出反射系数：Fe2al
r -5gx+
fi-rns
电流放大倍数
m(1-rt)
(1u)-r(s2-det s)
s(1+r)
电压放大倍数
(1+su)-r,(sa+det s)
功率增益
变换器增益
2=[Av}.1-n/-n1
2=182r1
1-r/-/1-/\
1-rt/2
[1-r,s2 /\-[s-rdet s]
(1-1.i*)(1- [rt/)
Gr-[s2i1*
[(i-res)(1ris)--i5i23.
无条件稳定要求：
6文字符号
I - Isu /*- Isal* -+ Idet s'215t2sg
1- u* - [s1 > 0
1 2 [si8ai 0
6.1电流、电压利功率的文字符号6.1.1基本文字符号
参见IEC747-1第V章的第2条，
6. 1.2补充下标
除IFC747-1第V章第3.3.1条中给出的通用下标外，对于双级型品体管推荐如下专用下标：3.b基梭端了
C.c集电极端子
E,e发射极端”\
fl浮留
pE穿通
R（不作为第一下标使用）规定的电sat饱和
X规定的电路
6.2电参数的文字符号
6.2.1 基本文字符号
参见IEC747-1第√章的第3条
6.2. 2 补充下标
除IEC747-1第√章第3.3.1条中给出的通用下标外，对十双极型品体管摊荐如下专用下标：B.b基;共基极组态
[集电极，共巢极组态
E.e发射检：非发射极组态
t．大信号
sat饱和
S,s贮存
T转秘
6. 3 其他的义符号
6 3. 1 基本文字符号
参见IEC747-1第章的第1条
E.4文华符号-览表
GB/T 4587--94
下面的表中给出了双极型品体管的推荐文字符号。它们是按通用规编制的，名称和命名
6. 4. 1电压
架电极基极(d.c,)电压
驾电敏-发射极(d.t.）电注
发射极基极(d.c,)地压
其极-发射极(l.c.）电压
电极其极（直流）电压
I-0,为规综值
发刘钣基极(直流)电正
！=0为规定俏
聚山被发射极（白流电园
Is--,I为现定筑
集电极·设射极（白流电压
Ru一R为定值
禁比极发射极(直流)电E
V=u,t，为规定俏
集极变射极（点流）电理
VL=X(舰定),
（发射披-基被结反向偏件）
:为规定值
市密电医（开路）
集电极-基极击穿电压
I:==0.1.为规定
文字衍号
V:Fkr\
新有这些击穿电压的缩与都用BV名称和命名
发射极-基极击穿电压
=0,为规定值
集电搬·发射击穿电压
=0,1为规定值
市策电压（舰定电路）
集心被·发射极击穿电压
Re=R,Ic 为规定值
集电极-发射极击穿电压
VE=X,Ic为规定值
击穿电压（短路）
集电极-发射极击穿电压
V=0,I.为规定值
发射极-基极浮置电压
e-0,V为现定值
穿通电压
渠电极发射极饱和电正
I..I为规定值
基极-发射极饱和电压
n.lc为规定值
6.4.2电流
基极(直流)电流
集电极(直流）电流
发射极(直流)电流
集电极截正电谊
一0,Vc为规定值
集电极截止电流
-0,Vc为规定值
GB/T 4587.--94
文字符号
VrBRTEA
VrEROLEs
Veuryrs
所有这些击穿电正的缔写都用BV所有这些击穿电压的缩写都用BV名称利命名
发射极截止电流
1—0,V为定值
集电极截止电流
R--R,Ve为规定值
集电极截止电流
Wm.-0.VcE为规定值
架电极载止电流
=X,Ve为规定值
真设截止电流
VR-X.Vu为规定值
6.4.3功率
集电极耗散动率
T..或T..为规定值
所有地股的总输人功率
（监盗茂平均值）
1l我Ter为规定值
6.4.4.电参效
GB/T 4587-94
文字符号
6.4.4.1静态参数（偏条件为规定值）正向电流传输比的静态值
(共发射极纽态）
输入阻抗的静态值
（共发射极组态）
固有(夫信弓)止向电流传输比
h2LFt或
6.4.4.2小信号参数（偏置条件和频率为规定值）haie
当 Vce为常数时
当V为常数时
fe-icw
in+Teu
当Ve为常数时
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