三极管的知识详解
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三极管在生活中处处可见,很多电子产品都需要三极管,选用三极管需要了解三极管的主要参数, 主要了解三极管的四个极限参数:Icm, BVCEO, Pcm及fT即可满足95%以上的使用需要。
三极管
Icm是集电极最大允许电流,三极管工作时,当它的集电极电流超过一定数值时,他的电流放大系数β将下降。为此规定三级电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为Icm。所以在使用中当集电极电流Ic超过Icm时不至于损坏三级管,但会使β值减小,影响电路的工作性能;
BVCEO是三级管基极开路时,集电极-发射极反向击穿电压。如果在使用中加载集电极与发射极之间的电压超过这个数值时,将可能使三极管产生很大的集电电流,这种现象叫击穿。三极管击穿后会造成永久性损坏或性能下降;
Pcm是集电极最大允许耗散功率。三极管在工作是,集电极电流集电在集电结上会产生热量而使三极管发热。若耗散功率过大,三极管将烧坏。在使用中如果三极管在大于Pcm下长时间工作,将会损坏三极管。需要注意的是大功率的三极管给出的最大允许耗散功率都是在加有一定规格散热器情况下的参数。使用中一定要注意这一点。
特征频率fT。随着工作频率的升高,三极管的放大能力将会下降,对应β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率
小功率三极管在电子电路的应用最多。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作频率大概是多少。如中波收音机的振荡器的最高频率是2MHz左右;而调频收音机的最高震荡频率为120MHz左右;电视机中 VHF频段的最高振荡率为250MHz左右:UHF频段的最高振荡率接近1000MHz.因此工程设计中一般要求三极管的fT大于3倍的实际工作频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率fT。由于硅材料高频三极管的fT一般不低于50Hz,所以在音频电子电路中使用这类管子可不考虑fT这个参数。
小功率三极管BVCEO的选择可以根据电路的电源电压来决定,一般情况下只要三极管的BVCEO大于电路中电源的最高电压即可。当三极管的负载是感性负载是,如变压器、线圈等时BVCEO数值的选择要慎重,感性负载上的感应电压可能达到电源电压的2~3倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的BVCEO都不低于15V,所以在无电感元件的低电压电路中也不用考虑这个参数。
一般小功率三极管的Icm在30-50mA之间,对于小信号电路一般可以不予以考虑。但对于驱动继电器及推动大功率音箱的管子要认真计算一下。当然首先要了解继电器的吸合电流是多少毫安,一次来确定三极管的Icm
当我们估算了电路中三极管的工作电流(即集电极电流),有知道了三极管电集到发射极之后的电压后,就可以根据P=U*I来计算三极管的集电极最大允许耗散功率Pcm。
国产及国外产的小功率三极管的型号极多,它们的参数有一部分是相同的,有一部分是不同的。只要你根据以上分析的使用条件,本着“大能代小”的原则(即BVCEO高的三极管可以代替BVCEO低的三极管:Icm大的三极管可以代替Icm小的三极管等),就可以对三极管应用自如了。
对于大功率三极管,只要不是高频发射电路,我们都不必考虑三极管的特征频率fT。对于三极管的集电极-发射极反向击穿电压BVCEO这个极限参数的考虑与小功率三极管也是一样的。对于集电极最大允许电流ICM的选择主要也是根据三极管所带的负载情况而计算的,三极管的集电极最大允许耗散功率PCM是大功率三极管重点考虑的问题,需要注意的是大功率三极管必须有良好的散热器并考虑它的安装条件。以上是三极管的部分参数信息介绍,要求设计者使用三极管时,要好好阅读相关数据说明书。