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          深入淺出常用元器件系列——BJT

          作者:antonine 時(shí)間:2013-10-30 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            現(xiàn)在IC技術(shù)日新月異,無(wú)論是擬電路還是都在高度集成化。十幾年前由電視同收音機(jī)等設(shè)備里面那種密密麻麻的三極管已經(jīng)不見(jiàn)蹤影,三極管在電路里面的重要性也在逐漸降低,但做為IC電路的基本組成單元,掌握的相關(guān)知識(shí),對(duì)電路的理解將會(huì)有相當(dāng)大的不同。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/184782.htm

            一. 主要參數(shù)

            主要參數(shù)我們?cè)谡n本上都學(xué)習(xí)過(guò),這里不多說(shuō)。只是提醒幾個(gè)容易忽略的問(wèn)題。

            1.發(fā)射結(jié)反向電壓,

            這是晶體管的一個(gè)極限參數(shù),也就是說(shuō)如果這個(gè)參數(shù)超額使用晶體管很容易損壞。在datasheet中這個(gè)參數(shù)用V(BR)EB。這個(gè)參數(shù)的是指,當(dāng)集電極開(kāi)路時(shí),發(fā)射極-基極的反向擊穿電壓。在正常工作狀態(tài)時(shí),發(fā)射結(jié)是正偏的或截止的,不存在問(wèn)題。然而在某些場(chǎng)合,例如工作開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí),由于寄生參數(shù)的影響,發(fā)射結(jié)上有可能出現(xiàn)較大的反向電壓擊穿晶體管。所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要小心考慮這個(gè)參數(shù)。

            如上圖,高達(dá)600V的晶體管13003,其發(fā)射結(jié)反向耐壓也只有9V。

            2.集電極最大允許電流

            這是晶體管另外一個(gè)極限參數(shù),顧名思義,指晶體管集電極允許流過(guò)的最大電流。但這個(gè)參數(shù)一般只具有參考意義,并Ic小于Icm晶體管就一定可以正常工作,Ic大于Icm晶體管也不一定燒毀。當(dāng)Ic過(guò)大時(shí),電流放大系數(shù)( )會(huì)下降,當(dāng) 下降到一定值時(shí)的Ic值即為Icm,所以當(dāng)工作電流大于Icm時(shí),不一定會(huì)燒壞。另外,Ic還受制于晶體管的允許最大功率(Pcm),晶體管上損耗的功率不只跟工作電流Ic有關(guān),還有晶體管的兩個(gè)PN結(jié)壓降有關(guān),所以,晶體管工作電流Ic小于Icm時(shí),也有可能會(huì)出現(xiàn)晶體管功率已經(jīng)達(dá)到Pcm,晶體管可能會(huì)被燒毀。下圖為晶體管能夠正常工作的安全工作區(qū),晶體管工作時(shí)不能超出此區(qū)間,否則會(huì)被燒壞。

            3.電流放大系數(shù)

            晶體管有兩個(gè)電流放大系數(shù),即交流放大系數(shù)和直流放大系數(shù),顯然兩個(gè)含義不同(具體請(qǐng)查閱教材),但是在一般情況下兩者相差不大,可認(rèn)為相等。的datasheet中一般只給出直流放大系數(shù)。

            由于制造工藝的問(wèn)題,同一型號(hào)的一般其電流放大系數(shù)為一個(gè)范圍,如上表中,在Ic=0.1mA,Vce=1.0V工作條件下,這款BJT的直流放大系數(shù)為40~300范圍內(nèi),所以在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)需要考慮這方面的影響。

            二. 晶體管

            晶體管是模擬電子電路里面的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容,這里只是貼出三種不同接法的示意圖和輸出特性曲線,供大家回憶。

            三. 晶體管開(kāi)關(guān)電路

            由于教材里面更多的介紹晶體管放大電路,晶體管開(kāi)關(guān)電路相關(guān)內(nèi)容較少,以至于很多同學(xué)在接觸到晶體管開(kāi)關(guān)電路時(shí),無(wú)所適從。

            下圖表示了從共射極放大電路到晶體管開(kāi)關(guān)電路的演變過(guò)程。

            (a)圖為一般的共射級(jí)放大電路,為了獲得直流增益,去掉輸入輸出耦全電容,得到圖(b)。進(jìn)一步為了提高放大倍數(shù),去掉發(fā)射極電阻Re,變?yōu)閳D(c)。這樣一來(lái),也就沒(méi)有必要加基極偏置電壓,當(dāng)輸入信號(hào)為0V時(shí),晶體管截止,所以集電極也沒(méi)有必要流過(guò)無(wú)用空載電流,因此去掉偏置用電阻R1構(gòu)成圖(d)。為確保沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí),晶體管可靠截止,需要保留電阻R2。但是如果(d)圖中電路輸入信號(hào)超過(guò)0.7V時(shí),晶體管基極-發(fā)射極間的二極管將導(dǎo)通,需要增加一個(gè)限流電阻R3,即構(gòu)成典型的晶體管開(kāi)關(guān)電路圖(e)。

            需要注意的是,在晶體管開(kāi)關(guān)電路中,要保證晶體管工作在飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)兩種工作狀態(tài),設(shè)計(jì)依據(jù)為Ib*hfe>=Ic。前面提到過(guò),由于晶體管制造工藝的問(wèn)題,晶體管的直流放大系數(shù)hfe一般是一個(gè)范圍,而非確定的數(shù)值,所以在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)需要以直流放大系數(shù)的最小值進(jìn)行設(shè)計(jì)并留有一定裕量。

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