晶體管的電參數(shù)，在常規(guī)情況下可分為極限參數(shù)、直流參數(shù)(DC)、交流參數(shù)(AC)等。但在實(shí)際的使用中，我發(fā)現(xiàn)還有許多想測而無法測量到的參數(shù)，為使工作方便，我便稱其為“功能參數(shù)”。分別述之：
一、極限參數(shù)
所謂極限參數(shù)，是指在晶體管工作時(shí)，不管因何種原因，都不允許超過的參數(shù)。這些參數(shù)常規(guī)的有三個(gè)擊穿電壓(BV)、最大集電極電流(Icm)、最大集電極耗散功率(Pcm)、晶體管工作的環(huán)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(chǎn)品的應(yīng)用中，基本只關(guān)心前三個(gè)。
1、 晶體管的反向擊穿電壓
定義：在被測PN結(jié)兩端施加連續(xù)可調(diào)的反向直流電壓，觀察其PN結(jié)的電流變化情況，當(dāng)PN結(jié)的反向電流出現(xiàn)劇烈增加時(shí)，此時(shí)施加到此PN結(jié)兩端的電壓值，就是此PN結(jié)的反向擊穿電壓。
每個(gè)晶體管都有三個(gè)反向擊穿電壓，分別是：基極開路時(shí)集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓(BVceo)、發(fā)射極開路時(shí)集電極—基極反向擊穿電壓(BVcbo)和集電極開路時(shí)基極—發(fā)射極反向擊穿電壓。
此電參數(shù)對工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義是：決定了晶體管正常工作的電壓范圍。
由此電參數(shù)的特性可知，當(dāng)晶體管在工作中出現(xiàn)擊穿狀態(tài)，將是非常危險(xiǎn)的。因此，在設(shè)計(jì)中，都給晶體管工作時(shí)的電壓范圍，留有足夠的余量。實(shí)際上，當(dāng)晶體管長期工作在較高電壓時(shí)(晶體管實(shí)測值的60%以上)，其晶體管的可靠性將會出現(xiàn)數(shù)量級的下降。有興趣的可以參考《電子元器件降額準(zhǔn)則》。
許多公司在對來料進(jìn)行入庫檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，一些品種的反向擊穿電壓實(shí)測值要比規(guī)格書上所標(biāo)的要大出許多。這是怎么回事呢?
晶體管在生產(chǎn)制造過程中，與一些我們常見的生產(chǎn)完全不一樣。在晶體管的生產(chǎn)過程中，可以分成二大塊：芯片制造和封裝。在工程分類中，習(xí)慣把芯片制造統(tǒng)稱為 “前道”，而把封裝行業(yè)統(tǒng)稱為“后道”。在前道生產(chǎn)中，從投料開始選原材料，到芯片出廠，一切控制數(shù)據(jù)，給出的都是范圍。芯片在正常生產(chǎn)時(shí)，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(shù)少則上千，多則可近10萬。在實(shí)際生產(chǎn)中，最小生產(chǎn)單位是“擴(kuò)散批”，一個(gè)擴(kuò)散批所投的園片從150片到250片之間?？梢韵胂蟪觯谛酒那暗郎a(chǎn)中，每次投料，對以單只來計(jì)算的晶體管而言，是一個(gè)什么樣的數(shù)量概念。不說別的，要讓一個(gè)擴(kuò)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(dǎo)體晶格的層錯(cuò)和位錯(cuò))，使得在幾乎相同環(huán)境中生產(chǎn)出的同一品種的晶體管，不可能具有完全相同的電特性。這樣只能給出一個(gè)大家都能接受的范圍，這就是產(chǎn)品規(guī)格書。
為了提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)在許多芯片廠都把芯片的“免測率”作為生產(chǎn)線工序能力的一項(xiàng)重要考核指標(biāo)。所謂的“免測”，是指產(chǎn)品的參數(shù)靠設(shè)計(jì)、工序控制來達(dá)到，加工結(jié)束后，通過抽測部分相關(guān)點(diǎn)的參數(shù)，來判斷此片的質(zhì)量情況。當(dāng)此片的抽測合格率在96%以上時(shí)，就把此片芯片列入“免測片”。要使晶體管芯片達(dá)到免測試，就必須對其中的一些參數(shù)進(jìn)行“余量放大”。而晶體管的反向擊穿電壓就是重點(diǎn)之一。為了提高晶體管的反射擊穿電壓，芯片投料時(shí)，就會對材料進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的考慮是在最差的工藝加工情況下，所生產(chǎn)出的晶體管反向擊穿電壓也要比規(guī)格書高10~20%，而在生產(chǎn)控制時(shí)，為了達(dá)到生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)時(shí)的指標(biāo)，又會考慮在最差的情況下，使產(chǎn)品能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這樣，就使已經(jīng)被放大過一次的指標(biāo)再次被大10~20%。這樣，就使原來只要求反向擊穿電壓達(dá)到20~30V的晶體管，在實(shí)測時(shí)，部分就能達(dá)到60V以上，甚至更高。這就是為什么有時(shí)一些晶體管的反向擊穿電壓實(shí)測值會遠(yuǎn)大于規(guī)格書的原因。盡管一些晶體管的反向擊穿電壓值遠(yuǎn)大于規(guī)格書，那么，是否就可以以實(shí)測值來作為使用的依據(jù)呢?回答是否定的。
這是因?yàn)?，所有的晶體管測試程序，都是以規(guī)格書上所提供的參數(shù)范圍，來作為差別晶體管合格與否的標(biāo)準(zhǔn)。對反向擊穿電壓而言，只要比規(guī)格書上所規(guī)定的值大，就判為合格。如果你測量到的反向擊穿電壓要遠(yuǎn)高于規(guī)格書，不要以為供應(yīng)商以后發(fā)給你的貨，都是具有與此相同的電壓特性，供應(yīng)商所提供的商品，永遠(yuǎn)只會承諾以規(guī)格書為準(zhǔn)，也只能是以規(guī)格書為準(zhǔn)提供商品。規(guī)格書上所承諾的，是實(shí)際的，而其它，都是虛的。因此，建議在設(shè)計(jì)選型時(shí)，一定要以規(guī)格書為準(zhǔn)，并留下足夠的余量，而不是以實(shí)物的測試值為準(zhǔn)。
在一些高反壓晶體管的規(guī)格書上，有些反向擊穿電壓以BVcer和BVcbr來表述。此種表述的含義是：
BVcer ——基極與發(fā)射極之間，接有一只KΩ量綱的電阻，其它測試原理、測試條件與BVceo相同。同樣，BVcbr在測試晶體管的C-B結(jié)的反向擊穿電壓時(shí)，其晶體管的發(fā)射極不是懸空，而是通過一只KΩ量綱的電阻接到“零電位”。晶體管的反向擊穿電壓高低的排列是： BVcbo≥BVcbr>BVcer>BVceo。