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三极管参数及功率核算 浅谈三极管参数使用

本站为您提供的三极管参数及功率计算 浅谈三极管参数应用,对于大功率三极管,只要不是高频发射电路,我们都不必考虑三极管的特征频率fT。

本文首要是关于三级感参数及其功率核算介绍,期望经过本文能让你对三极管有更深的了解。

三极管

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种操控电流的半导体器材其效果是把弱小信号扩大成起伏值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体根本元器材之一,具有电流扩大效果,是电子电路的中心元件。三极管是在一块半导体基片上制造两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分红三部分,中心部分是基区,两边部分是发射区和集电区,摆放方法有PNP和NPN两种。

三极管参数及功率核算 浅谈三极管参数运用

晶体三极管(以下简称三极管)按资料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构方式,但运用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其间,N是负极的意思(代表英文中Negative),N型半导体在高纯度硅中参加磷替代一些硅原子,在电压影响下发生自由电子导电,而P是正极的意思(PosiTIve)是参加硼替代硅,发生许多空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其作业原理都是相同的。

三极管参数及功率核算

三极管首要参数

一、电流扩大系数

    1.共发射极电流扩大系数

(1)共发射极直流电流扩大系数,它表明三极管在共射极衔接时,某作业点处直流电流IC与IB的比值,当疏忽ICBO时

(2)共发射极沟通电流扩大系数β它表明三极管共射极衔接、且UCE恒守时,集电极电流改变量ΔIC与基极电流改变量ΔIB之比,即

管子的β值大小时,扩大效果差;β值太大时,作业功能不稳定。因而,一般选用β为30~80的管子。

    2.共基极电流扩大系数

共基极直流电流扩大系数它表明三极管在共基极衔接时,某作业点处IC 与 IE的比值。在疏忽ICBO的状况下

(2)共基极沟通电流扩大系数α,它表明三极管作共基极衔接时,在UCB 稳定的状况下,IC和IE的改变量之比,即: 

通常在ICBO很小时,与β,与α相差很小,因而,实践运用中常常混用而不加差异。

    二、极间反向电流
    1.集-基反向饱满电流ICBO

ICBO是指发射极开路,在集电极与基极之间加上必定的反向电压时,所对应的反向电流。它是少子的漂移电流。在必定温度下,ICBO 是一个常量。跟着温度的升高ICBO将增大,它是三极管作业不稳定的首要因素。在相同环境温度下,硅管的ICBO比锗管的ICBO小得多。

    2.穿透电流ICEO

ICEO是指基极开路,集电极与发射极之间加必定反向电压时的集电极电流。ICEO与ICBO的联系为:

ICEO = ICBO+ICBO=(1+)ICBO GS0125

该电流好象从集电极直通发射极相同,故称为穿透电流。ICEO和ICBO相同,也是衡量三极管热稳定性的重要参数。

    三、频率参数

频率参数是反映三极管电流扩大才能与作业频率联系的参数,表征三极管的频率适用范围。

    1.共射极截止频率fβ

三极管的β值是频率的函数,中频段β=βo简直与频率无关,可是跟着频率的增高,β值下降。当β值下降到中频段βO1/倍时,所对应的频率,称为共射极截止频率,用fβ表明。

    2.特征频率fT

当三极管的β值下降到β=1时所对应的频率,称为特征频率。在fβ~fT的范围内,β值与f简直成线性联系,f越高,β越小,当作业频率f>fT,时,三极管便失去了扩大才能。

    四、极限参数

1.最大答应集电极耗散功率PCM

PCM 是指三极管集电结受热而引起晶体管参数的改变不超越所规则的答应值时,集电极耗散的最大功率。当实践功耗Pc大于PCM时,不只使管子的参数发生改变,乃至还会烧坏管子。PCM可由下式核算:

PCM =ICUCE GS0126

当已知管子的PCM 时,运用上式能够在输出特性曲线上画出PCM 曲线。

2.最大答应集电极电流ICM

当IC很大时,β值逐步下降。一般规则在β值下降到额定值的2/3(或1/2)时所对应的集电极电流为ICM当IC>ICM时,β值已减小到不实用的程度,且有焚毁管子的或许。

    3.反向击穿电压BVCEO与BVCEO

    BVCEO是指基极开路时,集电极与发射极间的反向击穿电压。

    BVCBO是指发射极开路时,集电极与基极间的反向击穿电压。一般状况下同一管子的

    BVCEO(0.5~0.8)BVCBO 。三极管的反向作业电压应小于击穿电压的(1/2~1/3),以确保管子安全可靠地作业。

三极管的3个极限参数PCM 、ICM、BVCEO和前面讲的临界饱满线 、截止线所围住的区域,便是三极管安全作业的线性扩大区。一般作扩大用的三极管,均须作业于此区。

三极管的功率核算

晶体管耗散功率也称集电极最大答应耗散功率PCM,是指晶体管参数改变不超越规则答应值时的最大集电极耗散功率。耗散功率与晶体管的最高答应结温文集电极最大电流有密切联系。硅管的结温答应值大约为150°C,锗管的结温答应值为85°C左右。要确保管子结温不超越答应值,就有必要将发生的热发出出去.晶体管在运用时,其实践功耗不答应超越PCM值,否则会形成晶体管因过载而损坏。 通常将耗散功率PCM小于1W的晶体管称为小功率晶体管,PCM等于或大于1W、小于5W的晶体管被称为中功率晶体管,将PCM等于或大于5W的晶体管称为大功率晶体管

运用任何器材,都要精确地了解的界说(真实意思)不行望文生义。Pcm的物理含义是:给出管子的热接受极限才能,因为管子的热损耗首要会集在集电极上,因而专门对它做了规则。这儿的Pc是集电极损耗(功耗)的平均值。例如在乙类推挽功放中,单个管子在信号(360度)周期内的功耗平均值。

Pc = Ic × Vc 是根本联系式,给出的仅仅所谓瞬时功率。而管子资猜中给出的极限参数Pcm给出的是平均值。因而要害不在于公式自身,而在于管子的作业状况。对小信号甲类扩大而言,依然用这个联系核算,得到的定论便是便是偏置的量值乘积,此刻类似于上述联系(Pc=Ic0 x Vc0);但关于其它状况就要详细的剖析了,例如开关状况下,管子(饱满)导通(所谓的0状况)的时分电流很大,但电压很低;反之,截止状况(逻辑1)时集电极电压比较高,但电流却很小,这样管子上的功率耗费取值便是很低的(两个状况下的功耗的平均值)。必定要留意:电流瞬时值与电压瞬时值乘积(功率)的平均值 可不必定等于 电流平均值与电压平均值的乘积。

选用三极管时应留意的参数功能

一、三极管的类型及资料 

初学者首要有必要清楚三极管的类型及资料。常用三极管的类型有NPN型与PNP型两种。因为这两类三极管作业时对电压的极性要求不同,所以它们是不能彼此代换的。 

三极管的资料有锗资料和硅资料。它们之间最大的差异便是开始电压不相同。锗管PN结的导通电压为0.2V左右,而硅管PN结的导通电压为0.6~0.7V。在扩大电路中假如用同类型的锗管代换同类型的硅管,或用同类型的硅管代换同类型的锗管一般是能够的,但都要在基极偏置电压上进行必要的调整,因为它们的开始电压不相同。但在脉冲电路和开关电路中不同资料的三极管是否能交换有必要详细剖析,不能盲目代换。 

二、三极管的首要参数 

选用三极管需求了解三极管的首要参数。若手中有一本晶体管特性手册最好。三极管的参数许多,依据实践经验,我以为首要了解三极管的四个极限参数:ICM、BVCEO、PCM及fT即可满意95%以上的运用需求。 

1. ICM是集电极最大答应电流。三极管作业时当它的集电极电流超越必定数值时,它的电流扩大系数β将下降。为此规则三极管的电流扩大系数β改变不超越答应值时的集电极最大电流称为ICM。所以在运用中当集电极电流IC超越ICM时不至于损坏三极管,但会使β值减小,影响电路的作业功能。 

2. BVCEO是三极管基极开路时,集电极-发射极反向击穿电压。假如在运用中加在集电极与发射极之间的电压超越这个数值时,将或许使三极管发生很大的集电极电流,这种现象叫击穿。三极管击穿后会形成永久性损坏或功能下降。 

3. PCM是集电极最大答应耗散功率。三极管在作业时,集电极电流在集电结上会发生热量而使三极管发热。若耗散功率过大,三极管将烧坏。在运用中假如三极管在大于PCM下长期作业,将会损坏三极管。需求留意的是大功率三极管给出的最大答应耗散功率都是在加有必定标准散热器状况下的参数。运用中必定要留意这一点。 

4. 特征频率fT。跟着作业频率的升高,三极管的扩大才能将会下降,对应于β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率。

三、一般小功率三极管的选用 

小功率三极管在电子电路中的运用最多。首要用作小信号的扩大、操控或振动器。选用三极管时首要要搞清楚电子电路的作业频率大约是多少。如中波收音机振动器的最高频率是2MHz左右;而调频收音机的最高振动频率为120MHz左右;电视机中VHF频段的最高振动频率为250MHz左右;UHF频段的最高振动频率挨近1000MHz左右。工程设计中一般要求三极管的fT大于3倍的实践作业频率。所以可按照此要求来挑选三极管的特征频率fT。因为硅资料高频三极管的fT一般不低于50MHz,所以在音频电子电路中运用这类管子可不考虑fT这个参数。 

小功率三极管BVCEO的挑选能够依据电路的电源电压来决议,一般状况下只需三极管的BVCEO大于电路中电源的最高电压即可。当三极管的负载是理性负载时,如变压器、线圈等时BVCEO数值的挑选要稳重,理性负载上的感应电压或许到达电源电压的2~8倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的BVCEO都不低于15V,所以在无电感元件的低电压电路中也不必考虑这个参数。 

一般小功率三极管的ICM在30~50mA之间,关于小信号电路一般能够不予考虑。但关于驱动继电器及推进大功率音箱的管子要仔细核算一下。当然首要要了解继电器的吸合电流是多少毫安,以此来确认三极管的ICM。

当咱们估算了电路中三极管的作业电流(即集电极电流),又知道了三极管集电极到发射极之间的电压后,就可依据P=U×I来核算三极管的集电极最大答应耗散功率PCM。 国产及国外出产的小功率三极管的类型极多,它们的参数有一部分是相同的,有一部分是不同的。只需你依据以上剖析的运用条件,本着“大能代小”的准则(即BVCEO高的三极管能够替代BVCEO低的三极管;ICM大的三极管能够替代ICM小的三极管等),就可对三极管运用自若了。 

四、大功率三极管的选用 

关于大功率三极管,只需不是高频发射电路,咱们都不必考虑三极管的特征频率fT。关于三极管的集电极-发射极反向击穿电压BVCEO这个极限参数的考虑与小功率三极管是相同的。关于集电极最大答应电流ICM的挑选首要也是依据三极管所带的负载状况而核算的。三极管的集电极最大答应耗散功率PCM是大功率三极管要点考虑的问题,需求留意的是大功率三极管有必要有杰出的散热器。即使是一只四五十瓦的大功率三极管,在没有散热器时,也只能饱尝两三瓦的功率耗散。大功率三极管的挑选还应留有充沛的余量。另外在挑选大功率三极管时还要考虑它的装置条件,以决议挑选塑封管仍是金属封装的管子。      假如你拿到一只三极管又无法查到它的参数,能够依据它的外形来估测一下它的参数。现在小功率三极管最多见的是TO-92封装的塑封管,也有部分是金属壳封装。它们的PCM一般在100~500mW之间,最大的不超越1W。它们的ICM一般在50~500mA之间,最大的不超越1.5A。而其它参数是欠好判别的。

结语

关于三极管的相关介绍就到这了,如有不足之处欢迎纠正。

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