电子元器件篇—三极管
一、三極管的分類和原理
1、分類:PNP,NPN
 
2、原理
 
3、總結(以下以NPN管說明,PNP管原理一樣可自行分析)
簡單的理解三極管的使用,他分為三個部分,積極-發射機(簡稱控制部分),集電極-發射極(簡稱開關部分),傳遞部分。前兩部分都可以分別當成一個二極管來思考,或者當作一個開關。傳遞部分,是把由控制部分的結果,傳遞給開關部分
1)控制部分
只要有基極向發射極流入電流,開關部分就會打開,只是打開的程度不一樣。
我們就可以把這部分抽象成為一個二極管。既然是二極管,就遵循的二極管的特性,正向特性和反向特性。
正向:基極電流為正向電流,導通壓降
反向:反向耐壓,反向漏電流(一般三極管發射極都GND,因此反向特性不考慮,但是也不排除電路發射極不為地的狀態,那就要進行查看手冊資料)
因此,當基極電壓-發射極電壓大于導通壓降,就會產生電流,這個電流就會傳遞到開關部分。
2)開關部分
開關部分抽象出來,就是一個電流受控的二極管。(CE電流=β*Ib)。因此也是有正向和反向特性的。正向產生的條件有兩個,一個是控制部分有電流,一個是C極電壓大于E極。
正向(開關打開):導通電流(受控),導通壓降(與電流有關,可以查看伏安曲線)。
當導通電流達到一定程度,導通電壓基本就不會變了,這時候就是飽和區。
反向(開關關閉):反向耐壓,反向漏電流(這兩個參數非常重要,很多問題都是由反向參數考慮不全出現的問題)
3)傳遞部分
只是將控制部分產生的電流,放大β倍,給入開關部分。
二、三極管的用途
1、開關
可通過控制基極電流,使開關部分進行導通,關閉或者放大。
2、驅動
因為輸入電流被放大β倍了,因此增大了電流驅動能力
3、電平轉換
基極電平和集電極電平可以不是同一個值,因此可以做電平轉換功能。
4、反向
輸入的電壓和輸出的電壓結果是相反的。這個是三極管的特性,如果想用三極管但是又不想反向,可以通過兩級二極管進行翻轉。
三、三極管的參數
 
上面兩個表格就是三極管的主要參數,如果按照原理部分的分析,均是兩個二極管的正反向參數和傳遞部分的參數。除了這些參數,還有他的頻率特性,我們在下面具體分析一下。
下圖為三極管的等效模型。
 
根據等效模型進行分析,當Ib頻率很低時,Cbe阻抗非常大,電流都是由基極到發射極。當Ib頻率進行升高后,Cbe阻抗將會降低,會分走一部分電流,直到電流被全部分走。因此表現在三極管的狀態就是放大倍數隨著輸入頻率的升高在降低。
 
特征頻率fT:fT定義為β=1時的頻率。參數表中給出的fT=150M,在測試條件中我們是以30M進行測試的,在30M下,放大倍數為5倍,因此fT=150M就是這么近似計算得來的。
因此我們根據這個參數就可以粗略反推出放大倍數降低的拐點位置。
假如β0=150,那么在β0出拐點近似頻率f=fT/β0=1M。我們就近似認為三極管如果工作在放大倍數不變的區域,是頻率小于1M的條件下。當然我們這個是非常粗略的計算,誤差非常大,因此如果用在1M附近的情況下,一定要測試一下波形狀態確定一下,如果用在10K條件下,到是可以放心使用,當然測試波形也是需要的。
因此可以看出,硬件工程師計算只是一個粗略的范圍,更加重要和直觀的是使用儀器進行實際測試結果。
一般是否我們用三極管都是工作在非常低頻的情況,最多也就是做一下串口等低速接口的電平轉換,不會太涉及到高頻。高頻轉換或者驅動,有相應的芯片可以選擇
四、常用的三極管廠家
長電,樂山無線LRC,Rohm羅姆,Diodes,ON安森美等
總結
以上是生活随笔為你收集整理的电子元器件篇—三极管的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
                            
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