三极管热失控的根源是什么？

发表于 2019-9-20 13:58

网上好多讨论热失控的，但好多都是谈如何防止或者控制热失控的**。
那么谈论热失控问题首要的一点，是把问题的根源找到先，然后才好有针对性的治病。

问题来了，三极管为何会出现热失控，谁能详细的谈一谈？

发表于 2019-9-20 14:49

网上现在说的多的可是锂电池热失控，没说三极管呢。
三极管热失控最主要的内部动因是负温度系数。
三极管热失控，通常是指为了消除失真而需要一定偏置的应用，当输出功率增加三极管发热增加，负温度系数则导致偏置被进一步增加，到某个程度，则进入静态电流失控状态直至烧毁器件。
这方面，比如MOS管，由于正温度系数，则就没有在线性电路应用产生所谓热失控。

发表于 2019-9-20 18:46

热失控的表现是三极管的IC是正温度系数。
热失控的根源有三：（1）ICO；（2）IC=f(VBE,Ib)

发表于 2019-9-20 23:33

难道不是自激振荡么

发表于 2019-9-21 09:04

LED2013 发表于 2019-9-20 23:33
难道不是自激振荡么

怎么个振荡法？分析一下机理？

发表于 2019-9-21 15:01

king5555 发表于 2019-9-20 22:39
为什么不说是温度越高而Vbe越低，则Ic变大。Vbe和Ic哪个是主因?造成热跑脱的。 ...

三极管包括HFE、ICEO、Vbe-IC在温度下都是一群相对平移的线簇。HFE对温度是正的，ICEO也是正的
Vbe-IC曲线负的很厉害，上下平移幅度最大，比三极管里面任何一个核心参数的温度图表偏移都大。
可以说，负温度系数的Vbe特性，是导致热失控的核心原因。

发表于 2019-9-21 17:36

king5555 发表于 2019-9-21 17:09
那么，Vbe是主角，而致使Ic悪性循环的变大，最终过电流或过功率，而烧毁三极管。
是不是说楼主x大，把主 ...

他有没有搞错不知道，作为三极管，零偏置使用是没有热失控这一说法的。
典型的就是指在甲乙类、乙类、甲类等大功率线性放大领域，才有的一个典型现象，而作为典型的热失控，通常还得有个特征，那就是偏置一般为恒压源，如果用恒流源做，也很难弄出个什么热失控。
从现象看本质，那么当恒压源偏置，加上无良的高的负温度系数的VBE，应该才是导致热失控的最大动力，毕竟只需要稍微越过截止点或者拐点，则恶性增加的IC最终将因为恶性循环而KILL三极管。

登录 · 发表于 2019-9-21 18:04

king5555 发表于 2019-9-21 17:09
那么，Vbe是主角，而致使Ic悪性循环的变大，最终过电流或过功率，而烧毁三极管。
是不是说楼主x大，把主 ...

大概在20年前，那时候玩HIFI，我曾经用过这样一个看起来挺古怪的互补输出级。
2个型号4个互补管子，组成输出输入压差为0的2级射极跟随输出器。
采用图中的参数，静态电流每管子将达到130mA，而功耗接近5W，整个末级功耗近30W。
这样大功耗的甲乙类互补输出级，看起来没有采用任何补偿措施，但是实际上，这个线路不会发生热失控。
原因很简单，因为Q29-Q24是同一型号的管子，都是TO-3P封装、或者220封装的管子，他们集电极是直接相连的，在实际制作时候，他们是紧挨着固定在散热器上面的，而且不加绝缘垫，整个散热器绝缘后接到﹢36V，PNP管子也是同样。
就因为这样的热耦合，再去看线路里面，其实4个BE的PN-NP结组成了一个压差为0的环，任何一个因为热，导致的VBE下降，均能引起整个VBE环的同步下降。
这样的线路，其实真的是一个不错的大功率功放的末级线路，缺点嘛就是次输出级材料是很浪费的，多用了一倍的末级管子。
上面的例子说明了，只要该死的VBE在工作温度范围能被控制主，则所谓的热失控就不会发生。

发表于 2019-9-21 18:30

tianxj01 发表于 2019-9-21 15:01
三极管包括HFE、ICEO、Vbe-IC在温度下都是一群相对平移的线簇。HFE对温度是正的，ICEO也是正的
Vbe-IC曲 ...

全都是用短句传达信息，读起来会让人抓狂，因为传递信息不完整。

1）IC的分量ICO，随着温度升高而指数上升（速率大约是百分之十几/摄氏度）
2）由于电路约束使得IB为定值，直流共射电流增益随着温度增加而上升，导致IC增加；
3）电路约束使得VBE为定值，那么IC随着温度升高而以大约8%/℃的速率而上升。

登录 · 发表于 2019-9-21 20:29

关于电路的工作点稳定性问题，我以前已经大致说过了（去我们那个版块找）

如果那个地方你看懂了，使用简单的知识点迁移，可以轻松判断热失控的判断方法，这就是触类旁通。

根据以前说的判据，上面哪个散热曲线对应的热系统的是稳定的？哪个会热失控？

登录 · 发表于 2019-9-21 20:34

下图这个东东，是模拟运放IC电路中的跨导线性环，相关原理我们已经说过了（并拓展到MOSFET电路），这里不多说了，老是重复没意思。

发表于 2019-9-22 10:09

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