Temperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties en kenmerken van transistors en beïnvloedt hun werking op verschillende manieren. Eén effect van temperatuur op een transistor zijn veranderingen in de elektrische eigenschappen ervan, met name de basis-emitterspanning (V_BE) en de stroomversterking (β). Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de V_BE van een transistor doorgaans iets af voor siliciumtransistors, waardoor de basisstroom verandert en bijgevolg de collectorstroom wordt beïnvloed. Dit fenomeen kan het werkpunt van de transistor op zijn karakteristieke curven verschuiven, wat mogelijk kan leiden tot veranderingen in de versterking of het schakelgedrag in elektronische circuits.
Temperatuur beïnvloedt het werkpunt van een transistor door de karakteristieken ervan te verschuiven op de curve V_CE (collector-emitterspanning) versus I_C (collectorstroom). In het bijzonder kan een temperatuurstijging ertoe leiden dat de transistor bij een hogere collectorstroom werkt voor een gegeven V_CE. Deze verschuiving treedt op als gevolg van veranderingen in de intrinsieke dragerconcentratie van het halfgeleidermateriaal met de temperatuur, waardoor de basisstroom wordt beïnvloed en dus de voorspanningsomstandigheden van de transistor worden gewijzigd. Ingenieurs moeten rekening houden met deze thermische effecten om een stabiele en betrouwbare werking van transistorcircuits over een bereik van bedrijfstemperaturen te garanderen.
Transistoren zijn inderdaad gevoelig voor temperatuurschommelingen. Halfgeleidermaterialen die in transistors worden gebruikt, zoals silicium of galliumarsenide, vertonen veranderingen in geleidbaarheid en dragerconcentratie met de temperatuur. Deze veranderingen beïnvloeden de elektrische kenmerken van de transistor, inclusief de versterking, lekstromen en doorslagspanningen. Om de temperatuurgevoeligheid te verminderen, worden transistors vaak binnen gespecificeerde temperatuurbereiken gebruikt en kunnen thermische beheertechnieken zoals koellichamen of thermische verbindingen nodig zijn om optimale prestaties en betrouwbaarheid in elektronische systemen te behouden.
Een verhoging van de junctietemperatuur van een transistor kan verschillende nadelige gevolgen hebben voor de prestaties en levensduur ervan. Hoge temperaturen kunnen de diffusie van onzuiverheden in het halfgeleidermateriaal versnellen, waardoor de elektrische eigenschappen van de transistor in de loop van de tijd mogelijk veranderen. Overmatige hitte kan ook de kristallijne structuur van het materiaal aantasten, wat leidt tot verhoogde lekstromen en verminderde doorslagspanningen. Bovendien kunnen thermische uitzettingsverschillen tussen verschillende delen van het transistorsamenstel mechanische spanningen veroorzaken die fysieke schade of betrouwbaarheidsproblemen kunnen veroorzaken. Daarom is het beheersen van de junctietemperatuur door middel van een goed thermisch ontwerp cruciaal om de stabiliteit en functionaliteit van transistors in elektronische circuits op de lange termijn te garanderen.
Temperatuur beïnvloedt de I_CB (collectorbasislekstroom) in een transistor, vooral bij hogere temperaturen. Collector-basis lekstroom is een kleine stroom die vloeit tussen de collector en de basisaansluitingen wanneer de transistor zich in een afgesneden of omgekeerde voorspanning bevindt. Naarmate de temperatuur stijgt, stijgt de intrinsieke dragerconcentratie van het halfgeleidermateriaal, wat bijdraagt aan een toename van de lekstroom. Dit fenomeen treedt op als gevolg van de thermische generatie van ladingsdragers binnen de overgangen van de transistor, waardoor de algehele prestaties en efficiëntie van de transistor worden beïnvloed. Ingenieurs moeten rekening houden met deze lekstromen en deze beheren, vooral in toepassingen met laag vermogen, waarbij het minimaliseren van stroomverlies van cruciaal belang is voor het maximaliseren van de circuitefficiëntie en betrouwbaarheid.