Влияние температуры на характеристики и параметры транзисторов.

Повышение температуры транзистора вызывает отрыв электронов от атомов кристалла и переход их в зону проводимости. В следствии этого, в каждом полупроводниковом материале с N- или P- проводимостью транзистора увеличивается как количество, так и подвижность неосновных носителей тока. Количество основных носителей зависит от концентрации примеси, а температура влияет на их подвижность.

При повышении температуры большее число основных носителей поступает в зону проводимости и увеличивается прямой ток через эмиттерный переход, что приводит к сдвигу характеристик относительно характеристик нормального температурного режима (+20⁰С). Особенно заметен рост обратного коллекторного тока Iко*, создаваемого не основными носителями тока, число которых с повышением температуры увеличивается. Таким образом, коллекторный ток Iк при повышении температуры увеличивается как за счет обратного тока Iко*, так и тока I_Э, поступающего через эмиттерный переход.

Увеличение тока Iк приводит к смещению выходных характеристик в область больших значений тока. При этом, смещение выходных характеристик в схеме с ОЭ больше, чем в схеме с ОБ.

Изменение собственной проводимости при повышении температуры приводит к изменению характеристик и рабочих параметров транзистора. Во избежание этого в транзисторные схемы вводят соответствующие компенсирующие элементы.

Теплостойкость транзистора характеризуется максимальной рассеивающей мощностью Pк.мах, представляющее собой предельно допустимое значение мощности, рассеиваемой на коллекторе, при которой его температура не превосходит допустимых пределов. Эта мощность определяется на коллекторе потому, что сопротивление коллекторного перехода значительно больше сопротивления эмиттерного перехода. Величина Рк.мах зависит от максимально допустимой температуры коллекторного перехода tк.мах, температуры окружающей среды tокр и общего числового сопротивления Rt между коллекторным переходом и окружающей средой.

Рк.мах=(tк.мах-tокр)/Rt

Из этого равенства видно, что для повышения мощности рассеивания необходимо:

* выполнять коллекторный переход из материала с высокой допустимой температурой (например, кремния с tк.мах=150…170⁰С);

* уменьшать Rt за счет применения материалов с высокой теплопроводностью для изготовления корпуса;

* применять радиаторы для увеличения поверхности охлаждения.

Значение Рк.мах дается в справочниках и наносится гиперболической кривой на семейство статических выходных характеристик транзистора.