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晶體管的基本常識詳解

2020-11-05 15:37:3829

一、晶體管的命名   

    彩顯中使用的晶體管主要有晶體二極管、晶體三極管、可控硅和場效應管等等,其中最常用的是三極管和二極管兩種。三極管以符號BG(舊)或(T)表示,二極管以D表示。

    按制作材料分,晶體管可分為鍺管和硅管兩種。

    按極性分,三極管有PNP和NPN兩種,而二極管有P型和N型之分。多數國產管用xxx表示,其中每一位都有特定含義:如 3 A X 31,第一位3代表三極管,2代表二極管。第二位代表材料和極性。A代表PNP型鍺材料;B代表NPN型鍺材料;C為PNP型硅材料;D為NPN型硅材料。第三位表示用途,其中X代表低頻小功率管;D代表低頻大功率管;G代表高頻小功率管;A代表高頻大功率管。最后面的數字是產品的序號,序號不同,各種指標略有差異。注意,二極管同三極管第二位意義基本相同,而第三位則含義不同。對于二極管來說,第三位的P代表檢波管;W代表穩壓管;Z代表整流管。上面舉的例子,具體來說就是PNP型鍺材料低頻小功率管。對于進口的三極管來說,就各有不同,要在實際使用過程中注意積累資料。

  常用的進口管有韓國的90xx、80xx系列,歐洲的2Sx系列,在該系列中,第三位含義同國產管的第三位基本相同。
    晶體管是內部含有兩個PN結,外部通常為三個引出電極的半導體器件。它對電信號有放大和開關等作用,應用十分廣泛。

二、晶體管的種類

晶體管有多種分類方法。

(一)按半導體材料和極性分類

按晶體管使用的半導體材料可分為硅材料晶體管和鍺材料晶體管管。按晶體管的極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。

(二)按結構及制造工藝分類

晶體管按其結構及制造工藝可分為擴散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。

(三)按電流容量分類

晶體管按電流容量可分為小功率晶體管、中功率晶體管和大功率晶體管。

(四)按工作頻率分類

晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等。

(五)按封裝結構分類

晶體管按封裝結構可分為金屬封裝(簡稱金封)晶體管、塑料封裝(簡稱塑封)晶體管、玻璃殼封裝(簡稱玻封)晶體管、表面封裝(片狀)晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。


(六)按功能和用途分類

晶體管按功能和用途可分為低噪聲放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開關晶體管、達林頓晶體管、高反壓晶體管、帶阻晶體管、帶阻尼晶體管、微波晶體管、光敏晶體管和磁敏晶體管等多種類型。

三、晶體管的主要參數

晶體管的主要參數有電流放大系數、耗散功率、頻率特性、集電極最大電流、最大反向電壓、反向電流等。

(一)電流放大系數

電流放大系數也稱電流放大倍數,用來表示晶體管放大能力。

根據晶體管工作狀態的不同,電流放大系數又分為直流電流放大系數和交流電流放大系數。

1.直流電流放大系數  直流電流放大系數也稱靜態電流放大系數或直流放大倍數,是指在靜態無變化信號輸入時,晶體管集電極電流IC與基極電流IB的比值,一般用hFE或β表示。

2.交流電流放大系數  交流電流放大系數也稱動態電流放大系數或交流放大倍數,是指在交流狀態下,晶體管集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB的比值,一般用hfe或β表示。

hFE或β既有區別又關系密切,兩個參數值在低頻時較接近,在高頻時有一些差異。

(二)耗散功率

耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM,是指晶體管參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。

耗散功率與晶體管的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關系。晶體管在使用時,其實際功耗不允許超過PCM值,否則會造成晶體管因過載而損壞。

通常將耗散功率PCM小于1W的晶體管稱為小功率晶體管,PCM等于或大于1W、小于5W的晶體管被稱為中功率晶體管,將PCM等于或大于5W的晶體管稱為大功率晶體管。

(三)頻率特性

晶體管的電流放大系數與工作頻率有關。若晶體管超過了其工作頻率范圍,則會出現放大能力減弱甚至失去放大作用。

晶體管的頻率特性參數主要包括特征頻率fT和最高振蕩頻率fM等。

1.特征頻率fT  晶體管的工作頻率超過截止頻率fβ或fα時,其電流放大系數β值將隨著頻率的升高而下降。特征頻率是指β值降為1時晶體管的工作頻率。

通常將特征頻率fT小于或等于3MHZ的晶體管稱為低頻管,將fT大于或等于30MHZ的晶體管稱為高頻管,將fT大于3MHZ、小于30MHZ的晶體管稱為中頻管。

2.最高振蕩頻率fM  最高振蕩頻率是指晶體管的功率增益降為1時所對應的頻率。

通常,高頻晶體管的最高振蕩頻率低于共基極截止頻率fα,而特征頻率fT則高于共基極截止頻率fα、低于共集電極截止頻率fβ。

(四)集電極最大電流ICM

集電極最大電流是指晶體管集電極所允許通過的最大電流。當晶體管的集電極電流IC超過ICM時,晶體管的β值等參數將發生明顯變化,影響其正常工作,甚至還會損壞。

(五)最大反向電壓

最大反向電壓是指晶體管在工作時所允許施加的最高工作電壓。它包括集電極—發射極反向擊穿電壓、集電極—基極反向擊穿電壓和發射極—基極反向擊穿電壓。

1.集電極—發射極反向擊穿電壓  該電壓是指當晶體管基極開路時,其集電極與發射極之間的最大允許反向電壓,一般用VCEO或BVCEO表示。

2.集電極—基極反向擊穿電壓  該電壓是指當晶體管發射極開路時,其集電極與基極之間的最大允許反向電壓,用VCBO或BVCBO表示。

3.發射極—基極反向擊穿電壓  該電壓是指當晶體管的集電極開路時,其發射極與基極與之間的最大允許反向電壓,用VEBO或BVEBO表示。

(六)反向電流

晶體管的反向電流包括其集電極—基極之間的反向電流ICBO和集電極—發射極之間的反向擊穿電流ICEO。

1.集電極—基極之間的反向電流ICBO  ICBO也稱集電結反向漏電電流,是指當晶體管的發射極開路時,集電極與基極之間的反向電流。ICBO對溫度較敏感,該值越小,說明晶體管的溫度特性越好。

2.集電極—發射極之間的反向擊穿電流ICEO  ICEO是指當晶體管的基極開路時,其集電極與發射極之間的反向漏電電流,也稱穿透電流。此電流值越小,說明晶體管的性能越好。

 

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