三極管在我們?nèi)粘I钪袔缀蹼S處可見,它是電路當中一個基本元器件。“晶體三極管”,是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件",在電子元件家族中,三極管屬于半導體主動元件中的分立元件。
三極管
三極管,全稱應為半導體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號, 也用作無觸點開關。晶體三極管,是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié),兩個PN結(jié)把整塊半導體分成三部分,中間部分是基區(qū),兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū),排列方式有PNP和NPN兩種。
放大原理
1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子
電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結(jié)上,發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)不斷地越過發(fā)射結(jié)進入基區(qū),形成發(fā)射極電流Ie。同時基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴散,但由于多數(shù)載流子濃度遠低于發(fā)射區(qū)載流子濃度,可以不考慮這個電流,因此可以認為發(fā)射結(jié)主要是電子流。
2、基區(qū)中電子的擴散與復合
電子進入基區(qū)后,先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴散,被集電結(jié)電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因為基區(qū)很薄)與基區(qū)的空穴復合,擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極管的放大能力。
3、集電區(qū)收集電子
由于集電結(jié)外加反向電壓很大,這個反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴散,同時將擴散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子(空穴)也會產(chǎn)生漂移運動,流向基區(qū)形成反向飽和電流,用Icbo來表示,其數(shù)值很小,但對溫度卻異常敏感。
三極管封裝及管腳排列方式
關于封裝:
三極管設計額定功率越大,其體積就越大,又由于封裝技術的不斷更新發(fā)展,所以三極管有多種多樣的封裝形式。
當前,塑料封裝是三極管的主流封裝形式,其中“TO”和“SOT”形式封裝最為常見。
關于管腳排列:
不同品牌、不同封裝的三極管管腳定義不完全一樣的,一般地,有以上規(guī)律:
規(guī)律一:對中大功率三極管,集電極明顯較粗大甚至以大面積金屬電極相連,多處于基極和發(fā)射極之間;
規(guī)律二:對貼片三極管,面向標識時,左為基極,右為發(fā)射極,集電極在另一邊;
三極管型的選擇
應根據(jù)電路的實際需要選擇三極管的類型,即三極管在電路中的作用應與所選三極管的功能相吻合。
三極管的種類很多,分類的方法也不同,一般按半導體導電特性分為NPN型與PNP型兩大類;按其在電路中的作用分為放大管和開關管等。各種三極管在電路中的作用如下:
低頻小功率三極管一般工作在小信號狀態(tài),主要用于各種電子設備的低頻放大,輸出功率小于1W的功率放大器;
高頻小功率三極管主要應用于工作頻率大于3MHZ、功率小于1W的高頻率振蕩及放大電路;
低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中,也可用于大電流輸出穩(wěn)壓電源中做調(diào)整管,有時在低速大功率開關電路中也用到它;
高頻大功率三極管主要應用于特征頻率Fr大于3MHz、功率小于1W的高頻振蕩及放大電路;
低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中,也可用于大電流輸出穩(wěn)壓電源中做調(diào)整管,有時在低速大功率開關電路中也用到它;
高頻大功率三極管主要應用于特征頻率Fr大于3MHz、功率大于1W的電路中,可作功率驅(qū)動、放大,也可用于低頻功率放大或開關穩(wěn)壓電路。
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:
? Icm是集電極最大允許電流,三極管工作時,當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。
? 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β=1時的頻率fT叫作三極管的特征頻率。【1】
上海沐天機電設備有限公司是一家致力于生產(chǎn)各類直流電機調(diào)速器、全數(shù)字力矩電機控制器、機電一體化成套控制系統(tǒng)、工業(yè)自動化生產(chǎn)線電氣控制自控系統(tǒng)、線纜生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)、直流傳動柜、溫控柜等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造型企業(yè)。
我司所生產(chǎn)KTS系列全數(shù)字力矩電機控制器采用ARM內(nèi)核的32位芯片,不僅控制精準、還可增加功能程序,操作簡便等優(yōu)點。
ZKS系列直流電機調(diào)速器采用TCA785寬條制脈沖移相觸發(fā),實現(xiàn)無環(huán)流控制,反向制動功能,可高速正反轉(zhuǎn)自由切換,電壓反饋,測速反饋可自由選擇,接線方便,操作便捷。
如需了解更多本產(chǎn)品或其他產(chǎn)品信息,歡迎來我司官網(wǎng):zgougan.cn 或 上海沐天機電設備有限公司 阿里巴巴店 光臨咨詢,亦可電話咨詢:13501761366。隨時恭候您的大駕光臨。
【1】節(jié)選自《21ic電子網(wǎng)》