图5-11所示为典型的功率晶体管外形。为保证功率晶体管散热良好，通常晶体管有一个大面积的集电结并与热传导性能良好的金属外壳保持紧密接触。在很多实际应用中，还要在金属外壳上再加装散热片，甚至在机箱内功率管附近安装冷却装置，如电风扇等。
图5-11 功率晶体管的外形
1.功率晶体管的热击穿
在功率放大电路中，在给负载输送功率的同时，管子本身也要消耗一部分功率，这部分功率主要消耗在晶体管的集电结上（因为集电结上的电压最高，一般可达几伏甚至几十伏以上，而发射结上的电压只有零点几伏），并转化为热量使管子的结温升高。当结温升高到一定程度（锗管一般约为90 °C，硅管约为150 °C）以后，就会使管子因过热击穿而永久性损坏，因而输出功率受到管子允许的最大管耗的限制。值得注意的是，管子允许的功耗与管子的散热情况有密切的关系。如果采取适当的散热措施，就有可能充分发挥管子的潜力，增加功率管的输出功率；反之，就有可能使晶体管由于结温升高而被损坏。所以，解决好功率晶体管的散热问题，对于提高功率放大器的整机性能具有重要的意义。
2.功率晶体管的二次击穿
在实际工作中，常发现功率晶体管的功耗并未超过允许的PCM值，管子本身的温度也并不高（不烫手），但功率晶体管却突然失效或者性能显著下降。这种损坏有可能是由二次击穿造成的。下面就二次击穿问题进行简单介绍。
二次击穿现象可以用图5-11说明。当集电极电压UCE逐渐增加时，首先出现一次击穿现象，如图5-11中AB段所示，这种击穿就是正常的雪崩击穿。当击穿出现时，只要适当限制功率晶体管的电流（或功耗），且进入击穿的时间不长，功率晶体管并不会损坏。所以一次击穿（雪崩击穿）具有可逆性。一次击穿出现后，如果继续增大iC到某数值，晶体管的工作状态将以毫秒级甚至微秒级的速度移向低电压大电流区，如图5-12中BC段所示，BC段相当于二次击穿。二次击穿的结果也是一种永久性损坏。
图5-12 晶体管的二次击穿现象(www.xing528.com)
产生二次击穿的原因至今尚不完全清楚。一般来说，二次击穿是一种与电流、电压、功率和结温都有关系的效应。多数人认为它的物理过程是由于流过晶体管结面的电流不均匀，造成结面局部高温（称为热斑），因而产生热击穿。这与晶体管的制造工艺有关。
晶体管的二次击穿特性对功率管，特别是外延型功率管，在运用性能的恶化和损坏方面起着重要影响，因此在电路设计参数选择时必须考虑二次击穿的因素，如增大功率余量、改善散热情况、选用较低的电源电压、不要将负载开路或短路、输入信号不要突然增大、对功率管采取适当的保护措施等。
3.功率晶体管的安全工作区
为了保证功率管安全工作，主要应考虑功率晶体管的极限工作条件的限制，这些条件有集电极允许的最大电流ICM、集电极允许的最大电压UBR，CEO和集电极允许的最大功耗PCM等，另外还有二次击穿的临界条件。
如图5-13阴影线内所示为功率晶体管的安全工作区。显然，考虑了二次击穿以后，功率晶体管的安全工作范围变小了。
需要指出的是，为保证功率晶体管工作时安全可靠，实际工作时的电压、电流、功耗、结温等各变量最大值不应超过相应的最大允许极限值的50%～80%。
图5-13 功率晶体管的安全工作区
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