產(chǎn)品詳情
專(zhuān)業(yè)的貼片三極管生產(chǎn)廠家,東莞市偉圣電子有限公司, 我公司生產(chǎn)全系列規(guī)格的貼片三極管。
偏置電路
三極管在實(shí)際的放大電路中使用時(shí),還需要加合適的偏置電路。這有幾個(gè)原因。首先是由于三極管BE結(jié)的非線性(相當(dāng)于一個(gè)二極管),基極電流必須在輸入電壓 大到一定程度后才能產(chǎn)生(對(duì)于硅管,常取0.7V)。當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7V時(shí),基極電流就可以認(rèn)為是0。但實(shí)際中要放大的信號(hào)往往遠(yuǎn)比 0.7V要小,如果不加偏置的話(huà),這么小的信號(hào)就不足以引起基極電流的改變(因?yàn)樾∮?/span>0.7V時(shí),基極電流都是0)。如果我們事先在三極管的基極上加上一 個(gè)合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個(gè)電阻Rb就是用來(lái)提供這個(gè)電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那么當(dāng)一個(gè)小信號(hào)跟這個(gè)偏置電流疊加在一起時(shí),小 信號(hào)就會(huì)導(dǎo)致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會(huì)被放大并在集電極上輸出。另一個(gè)原因就是輸出信號(hào)范圍的要求,如果沒(méi)有加偏置,那么只有對(duì)那些增加的 信號(hào)放大,而對(duì)減小的信號(hào)無(wú)效(因?yàn)闆](méi)有偏置時(shí)集電極電流為0,不能再減小了)。而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當(dāng)輸入的基極電流變小時(shí),集電極 電流就可以減??;當(dāng)輸入的基極電流增大時(shí),集電極電流就增大。這樣減小的信號(hào)和增大的信號(hào)都可以被放大了。
開(kāi)關(guān)作用
下面說(shuō)說(shuō)三極管的飽和情況。像上面那樣的圖,因?yàn)槭艿诫娮?/span> Rc的限制(Rc是固定值,那么最大電流為U/Rc,其中U為電源電壓),集電極電流是不能無(wú)限增加下去的。當(dāng)基極電流的增大,不能使集電極電流繼續(xù)增大 時(shí),三極管就進(jìn)入了飽和狀態(tài)。一般判斷三極管是否飽和的準(zhǔn)則是:Ib*β〉Ic。進(jìn)入飽和狀態(tài)之后,三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小,可以理解為 一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合了。這樣我們就可以拿三極管來(lái)當(dāng)作開(kāi)關(guān)使用:當(dāng)基極電流為0時(shí),三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi);當(dāng)基極電流很 大,以至于三極管飽和時(shí),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài),那么這樣的三極管我們一般把它叫做開(kāi)關(guān)管。
工作狀態(tài)
如果我們?cè)谏厦孢@個(gè)圖中,將電阻Rc換成一個(gè)燈泡,那么當(dāng)基極電流為0時(shí),集電極電流為0,燈泡滅。如果基極電流比較大時(shí)(大于流過(guò)燈泡的電流除以三極管 的放大倍數(shù) β),三極管就飽和,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合,燈泡就亮了。由于控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點(diǎn)就行了,所以就可以用一個(gè)小電流來(lái)控制一個(gè)大電流的通 斷。如果基極電流從0慢慢增加,那么燈泡的亮度也會(huì)隨著增加(在三極管未飽和之前)。
半導(dǎo)體三極管也稱(chēng)為晶體三極管,可以說(shuō)它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開(kāi)關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的,而三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成,共用的一個(gè)電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個(gè)電極成為集電極(用字母c表示)和發(fā)射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式,形成了一種是NPN型的三極管,另一種是PNP型的三極管。
三極管的種類(lèi)很多,并且不同型號(hào)各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝,常見(jiàn)三極管的外觀,有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極,箭頭朝外的是NPN型三極管,而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實(shí)際上箭頭所指的方向是電流的方向。
電子制作中常用的三極管有90××系列,包括低頻小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪聲管9014(NPN),高頻小功率管9018(NPN)等。它們的型號(hào)一般都標(biāo)在塑殼上,而樣子都一樣,都是TO-92標(biāo)準(zhǔn)封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見(jiàn)到3DG6(低頻小功率硅管)、3AX31(低頻小功率鍺管)等,它們的型號(hào)也都印在金屬的外殼上。我國(guó)生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則,電子工程技術(shù)人員和電子愛(ài)好者應(yīng)該了解三極管符號(hào)的含義。
符號(hào)的第一部分“3”表示三極管。符號(hào)的第二部分表示器件的材料和結(jié)構(gòu):A——PNP型鍺材料;B——NPN型鍺材料;C——PNP型硅材料;D——NPN型硅材料。符號(hào)的第三部分表示功能:U——光電管;K——開(kāi)關(guān)管;X——低頻小功率管;G——高頻小功率管;D——低頻大功率管;A——高頻大功率管。另外,3DJ型為場(chǎng)效應(yīng)管,BT打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。
三極管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào),當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒,它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù) b。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí),在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流b 倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化,并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。
三極管還可以作電子開(kāi)關(guān),配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器。
Z304三極管的主要參數(shù)及極性判別
1. 常用小功率三極管的主要參數(shù)
常用小功率三極管的主要參數(shù),參見(jiàn)表B311。
三極管電極和管型的判別
(1) 目測(cè)法
① 管型的判別
一般,管型是NPN還是PNP應(yīng)從管殼上標(biāo)注的型號(hào)來(lái)辨別。依照部頒標(biāo)準(zhǔn),三極管型號(hào)的第二位(字母),A、C表示PNP管,B、D表示NPN管,例如:
3AX 為PNP型低頻小功率管 3BX 為NPN型低頻小功率管
3CG 為PNP型高頻小功率管 3DG 為NPN型高頻小功率管
3AD 為PNP型低頻大功率管 3DD 為NPN型低頻大功率管
3CA 為PNP型高頻大功率管 3DA 為NPN型高頻大功率管
此外有國(guó)際流行的9011~9018系列高頻小功率管,除9012和9015為PNP管外,其余均為NPN型管。
② 管極的判別
常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝(半柱型)等外型,圖T305介紹了三種典型的外形和管極排列方式。
(2) 用萬(wàn)用表電阻檔判別
三極管內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié),可用萬(wàn)用表電阻檔分辨e、b、c三個(gè)極。在型號(hào)標(biāo)注模糊的情況下,也可用此法判別管型。
① 基極的判別
判別管極時(shí)應(yīng)首先確認(rèn)基極。對(duì)于NPN管,用黑表筆接假定的基極,用紅表筆分別接觸另外兩個(gè)極,若測(cè)得電阻都小,約為幾百歐~幾千歐;而將黑、紅兩表筆對(duì)調(diào),測(cè)得電阻均較大,在幾百千歐以上,此時(shí)黑表筆接的就是基極。PNP管,情況正相反,測(cè)量時(shí)兩個(gè)PN結(jié)都正偏的情況下,紅表筆接基極。
實(shí)際上,小功率管的基極一般排列在三個(gè)管腳的中間,可用上述方法,分別將黑、紅表筆接基極,既可測(cè)定三極管的兩個(gè)PN結(jié)是否完好(與二極管PN結(jié)的測(cè)量方法一樣),又可確認(rèn)管型。
② 集電極和發(fā)射極的判別
確定基極后,假設(shè)余下管腳之一為集電極c,另一為發(fā)射極e,用手指分別捏住c極與b極(即用手指代替基極電阻Rb)。同時(shí),將萬(wàn)用表兩表筆分別與c、e接觸,若被測(cè)管為NPN,則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極(PNP管相反),觀察指針偏轉(zhuǎn)角度;然后再設(shè)另一管腳為c極,重復(fù)以上過(guò)程,比較兩次測(cè)量指針的偏轉(zhuǎn)角度,大的一次表明IC大,管子處于放大狀態(tài),相應(yīng)假設(shè)的c、e極正確。
三極管性能的簡(jiǎn)易測(cè)量
(1) 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)ICEO和β
基極開(kāi)路,萬(wàn)用表黑表筆接NPN管的集電極c、紅表筆接發(fā)射極e(PNP管相反),此時(shí)c、e間電阻值大則表明ICEO小,電阻值小則表明ICEO大。
用手指代替基極電阻Rb,用上法測(cè)c、e間電阻,若阻值比基極開(kāi)路時(shí)小得多則表明 β值大。
(2) 用萬(wàn)用表hFE檔測(cè)β
有的萬(wàn)用表有hFE檔,按表上規(guī)定的極型插入三極管即可測(cè)得電流放大系數(shù)β,若β很小或?yàn)榱?,表明三極管己損壞,可用電阻檔分別測(cè)兩個(gè)PN結(jié),確認(rèn)是否有擊穿或斷路。
4.半導(dǎo)體三極管的選用
選用晶體管一要符合設(shè)備及電路的要求,二要符合節(jié)約的原則。根據(jù)用途的不同,一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素:工作頻率、集電極電流、耗散功率、電流放大系數(shù)、反向擊穿電壓、穩(wěn)定性及飽和壓降等。這些因素又具有相互制約的關(guān)系,在選管時(shí)應(yīng)抓住主要矛盾,兼顧次要因素。
低頻管的特征頻率fT一般在2.5MHz以下,而高頻管的fT都從幾十兆赫到幾百兆赫甚至更高。選管時(shí)應(yīng)使fT為工作頻率的3~10倍。原則上講,高頻管可以代換低頻管,但是高頻管的功率一般都比較小,動(dòng)態(tài)范圍窄,在代換時(shí)應(yīng)注意功率條件。
一般希望β選大一些,但也不是越大越好。β太高了容易引起自激振蕩,何況一般β高的管子工作多不穩(wěn)定,受溫度影響大。通常β多選40~100之間,但低噪聲高β值的管子(如1815、9011~9015等),β值達(dá)數(shù)百時(shí)溫度穩(wěn)定性仍較好。另外,對(duì)整個(gè)電路來(lái)說(shuō)還應(yīng)該從各級(jí)的配合來(lái)選擇β。例如前級(jí)用β高的,后級(jí)就可以用β較低的管子;反之,前級(jí)用β較低的,后級(jí)就可以用β較高的管子。
集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓UCEO應(yīng)選得大于電源電壓。穿透電流越小,對(duì)溫度的穩(wěn)定性越好。普通硅管的穩(wěn)定性比鍺管好得多,但普通硅管的飽和壓降較鍺管為大,在某些電路中會(huì)影響電路的性能,應(yīng)根據(jù)電路的具體情況選用,選用晶體管的耗散功率時(shí)應(yīng)根據(jù)不同電路的要求留有一定的余量。
對(duì)高頻放大、中頻放大、振蕩器等電路用的晶體管,應(yīng)選用特征頻率fT高、極間電容較小的晶體管,以保證在高頻情況下仍有較高的功率增益和穩(wěn)定性。
光敏三極管在原理上類(lèi)似于晶體管,只是它的集電結(jié)為光敏二極管結(jié)構(gòu)。它的等效電路見(jiàn)圖T313。由于基極電流可由光敏二極管提供,故一般沒(méi)有基極外引線(有基極外引線的產(chǎn)品便于調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn))。
如在光敏三極管集電極c和發(fā)射極e之間加電壓,使集電結(jié)反偏,則在無(wú)光照時(shí),c、e 間只有漏電流ICEO,稱(chēng)為暗電流,大小約為0.3 μA。有光照時(shí)將產(chǎn)生光電流IB,同時(shí)IB被“放大”形成集電極電流IC,大小在幾百微安到幾毫安之間。
光敏三極管的輸出特性和晶體管類(lèi)似,只是用入射光的照度來(lái)代替晶體管輸出特性曲線中的IB。光敏三極管制成達(dá)林頓形式時(shí),可獲得很大的輸出電流而能直接驅(qū)動(dòng)某些繼電器。
光敏三極管的缺點(diǎn)是響應(yīng)速度(約5 ~ 10μs)比光敏二極管(幾百毫微秒)慢,轉(zhuǎn)換線性差,在低照度或高照度時(shí),光電流放大系數(shù) 值變小。
使用光敏三極管時(shí),除了管子實(shí)際運(yùn)行時(shí)的電參數(shù)不能超限外,還應(yīng)考慮入射光的強(qiáng)度是否恰當(dāng),其光譜范圍是否合適。過(guò)強(qiáng)的入射光將使管芯的溫度上升,影響工作的穩(wěn)定性,不合光譜的入射光,將得不到所希望的光電流。例如:硅光敏三極管的光譜響應(yīng)范圍為0.4 ~ 1.1 μm波長(zhǎng)的光波,若用熒光燈作光源,結(jié)果就很不理想。
另外,在實(shí)際選用光敏三極管時(shí),應(yīng)注意按參數(shù)要求選擇管型。如要求靈敏度高,可選用達(dá)林頓型光敏三極管;如要求響應(yīng)時(shí)間快,對(duì)溫度敏感性小,就不選用光敏三極管而選用光敏二極管。探測(cè)暗光一定要選擇暗電流小的管子,同時(shí)可考慮有基極引出線的光敏三極管,通過(guò)偏置取得合適的工作點(diǎn),提高光電流的放大系數(shù)。例如,探測(cè)10-3勒克斯的弱光,光敏三極管的暗電流必須小于0.1 nA。
晶體三極管(以下簡(jiǎn)稱(chēng)三極管)按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式,但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管,兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。