4.10. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Для транзистора указываются различные предельные параметры, которые не должны превышаться. Нижним максимально допустимым обратным напряжением является, как правило, обратное напряжение эмиттер-база . В большинстве кремниевых транзисторов допустимы значительные обратные токи эмиттер-база, однако максимальная мощность рассеяния не должна быть превышена. Их режим работы подобен режиму работы стабилитронов. На рис. 4.45 приведена схема для измерения

Рис. 4.45. Схема для измерения пробойного напряжения эмиттер - база

К переходу эмиттер-база подсоединяют источник тока, протекающего в обратном направлении. Напряжение измеряется с помощью вольтметра. В качестве источника тока может быть использован, например, источник напряжения, величина которого велика по сравнению с включенный последовательно с высокоомным сопротивлением. Полученное большое обратное напряжение и является обратным напряжением коллектор база Его можно измерить аналогично

Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер обычно меньше (часто в два раза), чем Его измерение в принципе можно осуществить точно так же, как и двух указанных выше обратных напряжений. Токи при этом должны быть очень малыми, так как иначе может произойти лавинный пробой, который приведет к разрушению транзистора. При измерении коллекторный ток увеличивают при открытой базе до такого значения, когда рост существенно замедлится. Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер повысится, если между базой и эмиттером подключить сопротивление, как показано на рис. 4.46. Обозначим это напряжение через

Рис. 4.46. Схема для измерения максимального напряжения коллектор-эмиттер.

На рис. 4.47 показано семейство выходных характеристик при высоких напряжениях коллектор-эмиттер [4.4], из которых видно, что тем больше, чем меньше

Рис. 4.47. Семейство выходных характеристик при высоких напряжениях.

При обеспечивается максимальное значение (короткозамкнутая база). Для сравнения приведена характеристика запирания перехода коллектор—база Получаем соотношение

Пунктирная линия на рис. 4.47 соответствует появлению лавинного пробоя [4.5].

Важнейшим параметром мощных транзисторов является максимальная могцность рассеяния. Под мощностью рассеяния

понимают мощность, которая в транзисторе преобразуется в тепло:

В связи с тем что температура не должна превышать определенного значения максимально допустимая мощность рассеяния зависит от режима охлаждения. В паспортах указывается обычно максимальная мощность рассеяния при температуре корпуса, равной Выше этой температуры мощность рассеяния должна быть ниже указанного максимального значения, так как иначе температура 9,- будет превышена. Типовое значение равно 90°С для германиевых и 175°С для кремниевых транзисторов. Если транзистор рассеивает мощность то его р-n-переход нагревается относительно корпуса на где тепловое сопротивление между полупроводником и корпусом. Корпус нагревается относительно окружающей среды на Таким образом, р-n-переход нагревается относительно окружающей среды на - это тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой. Оно существенно зависит от режима охлаждения корпуса. Если транзистор работает в неподвижном воздухе, то зависит исключительно от формы корпуса. Для этого случая задается Мощность, При которой будет превышена, при этом рассчитывается по формуле

где температура воздуха окружающей среды. Так как то тоже зависит в основном от формы корпуса. Ниже приведены приблизительные значения для основных типов корпусов кремниевых транзисторов, изображенных на рис. 4.48.

(см. скан)

В правом столбце указаны типовые примеры максимальной мощности рассеяния, которых можно достичь при температуре корпуса транзистора Эти экстремальные значения на практике обеспечить довольно трудно. Если необходимо достичь более высоких мощностей рассеяния, чем при эксплуатации в неподвижном

Рис. 4.48. Применяемые типы корпусов транзисторов.

Ряд I (слева направо): ряд II: транзисторы соответствующей мощности в пластмассовых корпусах.

воздухе, применяется радиатор. Благодаря этому значительно уменьшается тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой. Сопротивление состоит из теплового сопротивления окружающая среда радиатор и радиатор-корпус транзистора. Поскольку коллекторы мощных транзисторов обычно соединены с корпусом, то для изоляции необходимо использовать слюдяные или окиснобериллиевые пластины. Изолирующие пластины все же создают дополнительное тепловое сопротивление. В общем случае рассчитывают по формуле

где - сумма всех тепловых сопротивлений между p-n-переходом и окружающей средой, которая имеет постоянную температуру. Числовой пример приведен в разд. 15.5.

Рис. 4.49. Допустимая рабочая область транзистора.

На рис. 4.49, где приведено семейство выходных характеристик, указана допустимая рабочая область транзистора. Она ограничена максимальным коллекторным током макс, максимальной мощностью рассеяния лавинным пробоем и максимальным напряжением коллектор-эмиттер