節(jié)能燈和電子整流器三極管參數(shù)的選擇指南

　　完整的功率容限曲線

　　降低三極管的發(fā)熱損耗

    放大倍數(shù)hFE和貯存時(shí)間ts

    功率容限(SOA)是一個(gè)曲線包圍的區(qū)域(圖1)，當(dāng)加在三極管上的電壓、電流坐標(biāo)值超過(guò)曲線范圍時(shí)，三極管將發(fā)生功率擊穿而損壞。在實(shí)際應(yīng)用中，某些開關(guān)電源線路負(fù)載為感性，三極管關(guān)斷后，電感負(fù)載產(chǎn)生的自感電勢(shì)反峰電壓加在三極管的CE極之間，三極管必須有足夠的SOA、BVceo和BVcbo值才能承受這樣的反壓。

    必須注意：目前一般三極管使用廠家不具備測(cè)試SOA的條件，即使是有條件的半導(dǎo)體三極管生產(chǎn)廠家，具備測(cè)試該指標(biāo)的能力，但是儀器測(cè)試出的往往只是安全工作區(qū)邊界點(diǎn)上的數(shù)值，而不是SOA曲線的全部。這樣就有可能出現(xiàn)：在一點(diǎn)上SOA值完全一樣的兩對(duì)三極管，實(shí)際線路上使用過(guò)程中，一對(duì)三極管損壞了，而另外一對(duì)卻沒(méi)有損壞。

    因此，在選擇燈用三極管的過(guò)程中，一定要找到器件生產(chǎn)廠家提供的完整SOA曲線。

    降低三極管的發(fā)熱損耗

    目前，節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器普遍采用上下管輪流導(dǎo)通工作的線路，電感負(fù)載產(chǎn)生的自感電勢(shì)反峰電壓經(jīng)由導(dǎo)通管泄放，所以普遍感到三極管常溫下SOA值在節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器線路中不十分敏感。而降低三極管的發(fā)熱損耗卻引起了業(yè)界的普遍關(guān)注，這是因?yàn)槿龢O管的二次擊穿容限是隨著溫度的升高而降低的(圖2)。

    三極管在電路中工作一段時(shí)間以后，線路元器件會(huì)發(fā)熱(包括管子本身的發(fā)熱)，溫度不斷上升導(dǎo)致三極管hFE增大，開關(guān)性能變差，二次擊穿特性下降。反過(guò)來(lái)，進(jìn)一步促使管子發(fā)熱量增大，這樣的惡性循環(huán)最終導(dǎo)致三極管擊穿燒毀。因此，降低三極管本身的發(fā)熱損耗是提高三極管使用可靠性的重要措施。

    實(shí)驗(yàn)表明：晶體管截止?fàn)顟B(tài)的功耗很小；導(dǎo)通狀態(tài)的耗散占一定比例，但變化余地不大。晶體管耗散主要發(fā)生在由飽和向截止和由截止向飽和的過(guò)渡時(shí)期，而且與線路參數(shù)的選擇及三極管的上升時(shí)間tr、下降時(shí)間tf有很大關(guān)系。

    最近幾年，業(yè)界推出的節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器專用三極管都充分注意到降低產(chǎn)品的開關(guān)損耗，例如，國(guó)產(chǎn)BUL6800系列產(chǎn)品在優(yōu)化MJE13000系列產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，大幅提高了產(chǎn)品的開關(guān)損耗性能。

    此外，控制磁環(huán)參數(shù)也有利于控制損耗。因?yàn)榇怒h(huán)參數(shù)的變化會(huì)引起三極管Ib的變化，影響三極管上升和下降時(shí)間。三極管過(guò)驅(qū)動(dòng)可以造成三極管嚴(yán)重發(fā)熱燒毀，而三極管驅(qū)動(dòng)不足，則可能造成三極管冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)瞬時(shí)擊穿損壞。

    放大倍數(shù)hFE和貯存時(shí)間ts

    三極管的hFE參數(shù)與貯存時(shí)間ts相關(guān)，一般hFE大的三極管ts也較大，過(guò)去人們對(duì)ts的認(rèn)識(shí)以及ts的測(cè)量?jī)x器均較為欠缺，人們更依賴hFE參數(shù)來(lái)選擇三極管。

    在開關(guān)狀態(tài)下，hFE的選擇通常有以下認(rèn)識(shí)：第一、hFE應(yīng)盡可能高，以便用最少的基極電流得到最大的工作電流，同時(shí)給出盡可能低的飽和電壓，這樣就可以同時(shí)在輸出和驅(qū)動(dòng)電路中降低損耗。