三極管的知識詳解
三極管在生活中處處可見,很多電子產(chǎn)品都需要三極管,選用三極管需要了解三極管的主要參數(shù), 主要了解三極管的四個極限參數(shù):Icm, BVCEO, Pcm及fT即可滿足95%以上的使用需要。
三極管
Icm是集電極最大允許電流,三極管工作時,當(dāng)它的集電極電流超過一定數(shù)值時,他的電流放大系數(shù)β將下降。為此規(guī)定三級電流放大系數(shù)β變化不超過允許值時的集電極最大電流稱為Icm。所以在使用中當(dāng)集電極電流Ic超過Icm時不至于損壞三級管,但會使β值減小,影響電路的工作性能;
BVCEO是三級管基極開路時,集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓。如果在使用中加載集電極與發(fā)射極之間的電壓超過這個數(shù)值時,將可能使三極管產(chǎn)生很大的集電電流,這種現(xiàn)象叫擊穿。三極管擊穿后會造成永久性損壞或性能下降;
Pcm是集電極最大允許耗散功率。三極管在工作是,集電極電流集電在集電結(jié)上會產(chǎn)生熱量而使三極管發(fā)熱。若耗散功率過大,三極管將燒壞。在使用中如果三極管在大于Pcm下長時間工作,將會損壞三極管。需要注意的是大功率的三極管給出的最大允許耗散功率都是在加有一定規(guī)格散熱器情況下的參數(shù)。使用中一定要注意這一點(diǎn)。
特征頻率fT。隨著工作頻率的升高,三極管的放大能力將會下降,對應(yīng)β=1時的頻率fT叫作三極管的特征頻率
小功率三極管在電子電路的應(yīng)用最多。主要用作小信號的放大、控制或振蕩器。選用三極管時首先要搞清楚電子電路的工作頻率大概是多少。如中波收音機(jī)的振蕩器的最高頻率是2MHz左右;而調(diào)頻收音機(jī)的最高震蕩頻率為120MHz左右;電視機(jī)中 VHF頻段的最高振蕩率為250MHz左右:UHF頻段的最高振蕩率接近1000MHz.因此工程設(shè)計(jì)中一般要求三極管的fT大于3倍的實(shí)際工作頻率。所以可按照此要求來選擇三極管的特征頻率fT。由于硅材料高頻三極管的fT一般不低于50Hz,所以在音頻電子電路中使用這類管子可不考慮fT這個參數(shù)。
小功率三極管BVCEO的選擇可以根據(jù)電路的電源電壓來決定,一般情況下只要三極管的BVCEO大于電路中電源的最高電壓即可。當(dāng)三極管的負(fù)載是感性負(fù)載是,如變壓器、線圈等時BVCEO數(shù)值的選擇要慎重,感性負(fù)載上的感應(yīng)電壓可能達(dá)到電源電壓的2~3倍(如節(jié)能燈中的升壓三極管)。一般小功率三極管的BVCEO都不低于15V,所以在無電感元件的低電壓電路中也不用考慮這個參數(shù)。
一般小功率三極管的Icm在30-50mA之間,對于小信號電路一般可以不予以考慮。但對于驅(qū)動繼電器及推動大功率音箱的管子要認(rèn)真計(jì)算一下。當(dāng)然首先要了解繼電器的吸合電流是多少毫安,一次來確定三極管的Icm
當(dāng)我們估算了電路中三極管的工作電流(即集電極電流),有知道了三極管電集到發(fā)射極之后的電壓后,就可以根據(jù)P=U*I來計(jì)算三極管的集電極最大允許耗散功率Pcm。
國產(chǎn)及國外產(chǎn)的小功率三極管的型號極多,它們的參數(shù)有一部分是相同的,有一部分是不同的。只要你根據(jù)以上分析的使用條件,本著“大能代小”的原則(即BVCEO高的三極管可以代替BVCEO低的三極管:Icm大的三極管可以代替Icm小的三極管等),就可以對三極管應(yīng)用自如了。
對于大功率三極管,只要不是高頻發(fā)射電路,我們都不必考慮三極管的特征頻率fT。對于三極管的集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓BVCEO這個極限參數(shù)的考慮與小功率三極管也是一樣的。對于集電極最大允許電流ICM的選擇主要也是根據(jù)三極管所帶的負(fù)載情況而計(jì)算的,三極管的集電極最大允許耗散功率PCM是大功率三極管重點(diǎn)考慮的問題,需要注意的是大功率三極管必須有良好的散熱器并考慮它的安裝條件。以上是三極管的部分參數(shù)信息介紹,要求設(shè)計(jì)者使用三極管時,要好好閱讀相關(guān)數(shù)據(jù)說明書。