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，在常規情況下可分為參數、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，為使工作方便，我便稱其為“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。在民用電子產品的應用中，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。 
      每個晶體管都有三個反向擊穿電壓，分別是：基極開路時集電極—發射極反向擊穿電壓（BVceo）、發射極開路時集電極—基極反向擊穿電壓（BVcbo）和集電極開路時基極—發射極反向擊穿電壓。 此電參數對工程設計的指導意義是：決定了晶體管正常工作的電壓范圍。 


      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范圍，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《電子元器件降額準則》。 
      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。這是怎么回事呢？
      晶體管在生產制造過程中，與一些我們常見的生產不一樣。在晶體管的生產過程中，可以分成二大塊：芯片制造和封裝。在工程分類中，習慣把芯片制造統稱為 “前道”，而把封裝行業統稱為“后道”。在前道生產中，從投料開始選原材料，到芯片出廠，一切控制數據，給出的都是范圍。芯片在正常生產時，投料的最小單位是“編號批”，每批為24或25片4英寸到8英寸直徑的園片。就以4寸片為例，每片可出合格的晶體管只數少則上千，多則可近10萬。在實際生產中，小生產單位是“擴散批”，一個擴散批所投的園片從150片到250片之間?？梢韵胂蟪?，在芯片的前道生產中，每次投料，對以單只來計算的晶體管而言，是一個什么樣的數量概念。不說別的，要讓一個擴散批所有的材料，具有相同的電特性（這里，也可以說是硅片的電阻率），是不可能的。加上硅片中，不可避免的會有一些固有的缺陷（半導體晶格的層錯和位錯），使得在相同環境中生產出的同一品種的晶體管，不可能具有相同的電特性。這樣只能給出一個大家都能接受的范圍，這就是產品規格書。 


      為了提高生產效率，現在許多芯片廠都把芯片的“免測率”作為生產線工序能力的一項重要考核指標。所謂的“免測”，是指產品的參數靠設計、工序控制來達到，加工結束后，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。為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，所生產出的晶體管反向擊穿電壓也要比規格書高10~20%，而在生產控制時，為了達到生產工藝設計時的指標，又會考慮在最差的情況下，使產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，。這就是為什么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，那么，是否就可以以實測值來作為使用的依據呢？回答是否定的。 
      這是因為，所有的晶體管測試程序，都是以規格書上所提供的參數范圍，來作為差別晶體管合格與否的標準。對反向擊穿電壓而言，只要比規格書上所規定的值大，就判為合格。如果你測量到的反向擊穿電壓要遠高于規格書，不要以為供應商以后發給你的貨，都是具有與此相同的電壓特性，供應商所提供的商品，以規格書為準，也只能是以規格書為準提供商品。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，要以規格書為準，并留下夠的余量，而不是以實物的測試值為準。

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