深入淺出常用元器件系列——BJT

2020-11-26 電子產品世界

　　現在IC技術日新月異，無論是擬電路還是數字電路都在高度集成化。十幾年前由電視同收音機等設備裡面那種密密麻麻的三極體放大電路已經不見蹤影，三極體在電路裡面的重要性也在逐漸降低，但做為IC電路的基本組成單元，掌握電晶體的相關知識，對電路的理解將會有相當大的不同。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/184782.htm

　　一. 電晶體主要參數

　　電晶體主要參數我們在課本上都學習過，這裡不多說。只是提醒幾個容易忽略的問題。

　　1.發射結反向電壓，

　　這是電晶體的一個極限參數，也就是說如果這個參數超額使用電晶體很容易損壞。在datasheet中這個參數用V(BR)EB。這個參數的是指，當集電極開路時，發射極-基極的反向擊穿電壓。在正常工作狀態時，發射結是正偏的或截止的，不存在問題。然而在某些場合，例如工作開關狀態時，由於寄生參數的影響，發射結上有可能出現較大的反向電壓擊穿電晶體。所以在設計電路時需要小心考慮這個參數。

　　如上圖，高達600V的電晶體13003，其發射結反向耐壓也只有9V。

　　2.集電極最大允許電流

　　這是電晶體另外一個極限參數，顧名思義，指電晶體集電極允許流過的最大電流。但這個參數一般只具有參考意義，並Ic小於Icm電晶體就一定可以正常工作，Ic大於Icm電晶體也不一定燒毀。當Ic過大時，電流放大係數( )會下降，當 下降到一定值時的Ic值即為Icm，所以當工作電流大於Icm時，BJT不一定會燒壞。另外，Ic還受制於電晶體的允許最大功率(Pcm)，電晶體上損耗的功率不只跟工作電流Ic有關，還有電晶體的兩個PN結壓降有關，所以，電晶體工作電流Ic小於Icm時，也有可能會出現電晶體功率已經達到Pcm，電晶體可能會被燒毀。下圖為電晶體能夠正常工作的安全工作區，電晶體工作時不能超出此區間，否則會被燒壞。

　　3.電流放大係數

　　電晶體有兩個電流放大係數，即交流放大係數和直流放大係數，顯然兩個含義不同(具體請查閱教材)，但是在一般情況下兩者相差不大，可認為相等。BJT的datasheet中一般只給出直流放大係數。

　　由於製造工藝的問題，同一型號的BJT一般其電流放大係數為一個範圍，如上表中，在Ic=0.1mA,Vce=1.0V工作條件下，這款BJT的直流放大係數為40~300範圍內，所以在進行電路設計需要考慮這方面的影響。

　　二. 電晶體放大電路

　　電晶體放大電路是模擬電子電路裡面的重點教學內容，這裡只是貼出三種不同接法的示意圖和輸出特性曲線，供大家回憶。

　　三. 電晶體開關電路

　　由於教材裡面更多的介紹電晶體放大電路，電晶體開關電路相關內容較少，以至於很多同學在接觸到電晶體開關電路時，無所適從。

　　下圖表示了從共射極放大電路到電晶體開關電路的演變過程。

　　(a)圖為一般的共射級放大電路，為了獲得直流增益，去掉輸入輸出耦全電容，得到圖(b)。進一步為了提高放大倍數，去掉發射極電阻Re,變為圖(c)。這樣一來，也就沒有必要加基極偏置電壓，當輸入信號為0V時，電晶體截止，所以集電極也沒有必要流過無用空載電流，因此去掉偏置用電阻R1構成圖(d)。為確保沒有輸入信號時，電晶體可靠截止，需要保留電阻R2。但是如果(d)圖中電路輸入信號超過0.7V時，電晶體基極-發射極間的二極體將導通，需要增加一個限流電阻R3，即構成典型的電晶體開關電路圖(e)。

　　需要注意的是，在電晶體開關電路中，要保證電晶體工作在飽和狀態和截止狀態兩種工作狀態，設計依據為Ib*hfe>=Ic。前面提到過，由於電晶體製造工藝的問題，電晶體的直流放大係數hfe一般是一個範圍，而非確定的數值，所以在進行電路設計時需要以直流放大係數的最小值進行設計並留有一定裕量。

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