PN结是晶体管的关键部件,当PN结反向偏置时,就会有一定的漏电流,这是由于PN结的载流子浓度梯度引起的。同时,PN结的特性曲线是一条可逆的曲线,反向偏置时,漏电流不断增加,但在一定电压下,曲线就会出现饱和,此时反向偏置下的PN结已经进入饱和状态,漏电流的大小不再随着反向电压的增加而继续增加了。
PN结反向偏置时,外加电压会使PN结扩散区的耗尽层变厚,从而降低电容量,使响应速度变慢。
在开关电路中,晶体管的反向偏置作为一种保护措施,当接入电路中出现过高的电压时,PN结形成的倒向阀值 potential barrier 可以起到保护作用,避免电子快速撞击 PN 结中的原子导致器件损坏。
晶体管的漏电流会导致器件电源的额外负载和损耗,由于PN结是反向偏置,漏电流的大小随着反向电压的增加而增加,这样会使PN结的发热情况更加严重,对器件寿命和可靠性都会造成一定影响。
漏电流对放大器的稳定性和噪声特性也有不可忽视的影响。漏电流越大,器件的噪声系数就越高,同时对器件的频宽和抗干扰能力也会有影响。
在电路设计中,晶体管的PN结反向偏置还经常用来作为断电保护,例如在保证器件安全和稳定性方面,PN结反向偏置可以防止器件因输入信号的异常或者电源异常导致器件损坏。当晶体管的基极和发射极之间的电压趋近于零时,PN结会进入正向偏置状态,这样就会导致大量电流流过基极,此时晶体管会快速饱和,随后电流将会很快下降,从而从效果上起到了很好的自我保护作用。