貼片三極管 晶體管參數在實際使用中的意義

貼片三極管 晶體管參數在實際使用中的意義

      晶體管的電參數，在常規情況下可分爲參數、直流參數（DC）、交流參數（AC）等。但在實際的使用中，我發現還有許多想測而無法測量到的參數，爲使工作方便，我便稱其爲“功能參數”。分別述之：
所謂參數，是指在晶體管工作時，不管因何種原因，都不允許過的參數。這些參數常規的有三個擊穿電壓（BV）、大集電極電流（Icm）、大集電極耗散功率（Pcm）、晶體管工作的環境（包括溫度、濕度、電磁場、大氣壓等）、存儲條件等。在民用電子産品的應用中，基本關心前三個。 
      1、晶體管的反向擊穿電壓
定義：在被測PN結兩端施加連續可調的反向直流電壓，觀察其PN結的電流變化情況，當PN結的反向電流出現劇烈增加時，此時施加到此PN結兩端的電壓值，就是此PN結的反向擊穿電壓。 
      每个晶体管都有三个反向击穿电压，分别是：基极开路时集电极—发射极反向击穿电压（BVceo）、发射极开路时集电极—基极反向击穿电压（BVcbo）和集电极开路时基极—发射极反向击穿电压。 此电参数对工程设计的指导意义是：决定了晶体管正常工作的电压范围。 


      由此電參數的特性可知，當貼片三極管晶體管在工作中出現擊穿狀態，將是危險的。因此，在設計中，都給晶體管工作時的電壓範圍，留有夠的余量。實際上，當晶體管長期工作在較高電壓時（晶體管實測值的60%以上），其晶體管的可靠性將會出現數量級的下降。有興趣的可以參考《電子元器件降額准則》。 
      許多公司在對來料進行入庫檢驗時發現，一些品種的反向擊穿電壓實測值要比規格書上所標的要大出許多。這是怎麽回事呢？
      晶体管在生产制造过程中，与一些我们常见的生产不一样。在晶体管的生产过程中，可以分成二大块：芯片制造和封装。在工程分类中，习惯把芯片制造统称为 “前道”，而把封装行业统称为“后道”。在前道生产中，从投料开始选原材料，到芯片出厂，一切控制数据，给出的都是范围。芯片在正常生产时，投料的最小单位是“编号批”，每批为24或25片4英寸到8英寸直径的园片。就以4寸片为例，每片可出合格的晶体管只数少则上千，多则可近10万。在实际生产中，小生产单位是“扩散批”，一个扩散批所投的园片从150片到250片之间。可以想象出，在芯片的前道生产中，每次投料，对以单只来计算的晶体管而言，是一个什么样的数量概念。不说别的，要让一个扩散批所有的材料，具有相同的电特性（这里，也可以说是硅片的电阻率），是不可能的。加上硅片中，不可避免的会有一些固有的缺陷（半导体晶格的层错和位错），使得在相同环境中生产出的同一品种的晶体管，不可能具有相同的电特性。这样只能给出一个大家都能接受的范围，这就是産品规格书。 


      爲了提高生産效率，現在許多芯片廠都把芯片的“免測率”作爲生産線工序能力的一項重要考核指標。所謂的“免測”，是指産品的參數靠設計、工序控制來達到，加工結束後，通過抽測部分相關點的參數，來判斷此片的質量情況。當此片的抽測合格率在96%以上時，就把此片芯片列入“免測片”。要使晶體管芯片達到免測試，就須對其中的一些參數進行“余量放大”。而晶體管的反向擊穿電壓就是重點之一。爲了提高貼片三極管晶體管的反射擊穿電壓，芯片投料時，就會對材料進行優化，優化的考慮是在差的工藝加工情況下，所生産出的晶體管反向擊穿電壓也要比規格書高10~20%，而在生産控制時，爲了達到生産工藝設計時的指標，又會考慮在最差的情況下，使産品能夠達到設計要求，這樣，就使已經被放大過一次的指標再次被大10~20%。這樣，就使原來只要求反向擊穿電壓達到20~30V的晶體管，在實測時，部分就能達到60V以上，。這就是爲什麽有時一些晶體管的反向擊穿電壓實測值會遠大于規格書的原因。盡管一些晶體管的反向擊穿電壓值遠大于規格書，那麽，是否就可以以實測值來作爲使用的依據呢？回答是否定的。 
      這是因爲，所有的晶體管測試程序，都是以規格書上所提供的參數範圍，來作爲差別晶體管合格與否的標准。對反向擊穿電壓而言，只要比規格書上所規定的值大，就判爲合格。如果你測量到的反向擊穿電壓要遠高于規格書，不要以爲供應商以後發給你的貨，都是具有與此相同的電壓特性，供應商所提供的商品，以規格書爲准，也只能是以規格書爲准提供商品。規格書上所承諾的，是實際的，而其它，都是虛的。因此，建議在設計選型時，要以規格書爲准，並留下夠的余量，而不是以實物的測試值爲准。

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