当直流增益hFE下 降到正常数值的三分之二时的集
发布时间:2018-06-03 15:36

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  本文主要是关于大功率三极管的相关介绍,并着重对大功率三极管的结构、作用及其分类进行了详尽的阐述。

  大功率三极管一般是指耗散功率大于1w的三极管。可广泛应用于高、中、低频功率放大、开关电路,稳压电路,模拟计算机功率输出电路。

  常见的大功率三极管外形如图所示。它们的特点是工作电流大,而且体积也大,各电极的引线较粗而硬,集电极引线与金属外壳或散热片相连。这样金属外壳就是管子的集电极,塑封三极管的自带散热片也就成为集电极了。

  高频大功率三极管主要用于功率驱动电路、功率放大电路、通信电路的设备中。低频大功率三极管的用途很广泛,如电视机、扩音机、音响设备的低频功率放大电路、稳压电源电路、开关电路等。

  利用万用表检测中、 小功率三极管的极性、 管型及性能的各种方法, 对检测大功率三极管来说基本上适用。 但是, 由于大功率三极管 —2— 的工作电流比较大, 因而其 pn 结的面积也较大。 pn 结较大, 其反向饱和电流也必然增大。 所以, 若像测量中、 小功率三极管极间电阻那样, 使用万用表的 r× 1 k 档测量, 必然测得的电阻值很小, 好像极间短路一样, 所以通常使用 r× 1 0 或 r× 1 档检测大功率三极管。

  电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie,同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。

  电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

  由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn,另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。

  比如NPN型三极管,由两个N区1个P区构成,也可分发射区、基区、集电区这三个区,它有三个集,每个区各引出一条脚,叫三个集,他们分别是基极d、发射极e、集电极c,所以从外形上看,三极管有三个脚。

  小功率晶体三极管的功率一般小于0.3W,它是电阻电路重用的最多的晶体三极管之一,主要用来放大交、直流信号或应用在振荡器、变换器等电路中。

  中功率晶体三极管的功率一般在0.3~1W之间,这种晶体管主要用于驱动电路和激励电路之中,或者是为大功率放大器提供驱动信号,根据工作电流和耗散功率,应采用适当的散热方式。

  大功率晶体三极管的功率一般在1W以上,这种晶体三极管由于耗散功率比较大,工作时往往会引起芯片内温度过高,所以通常需要安装散热片,以确保晶体三极管良好的散热。

  低频晶体三极管的特征频率一般小于3MHz,这种晶体管多用于低频放大电路,例如收音机的功放电路等。

  高频晶体三极管的特征频率大于3MHz,这种晶体三极管多用于高频放大电路、混频电路或高频振荡电路。

  采用金属封装的晶体三极管主要有B型,C型,D型,E型,F型,G型,其中小功率晶体三极管(以高频小功率晶体三极管为主)主要采用B型封装形式,F型和G型封装形式主要用于低频大功率晶体三极管。

  光敏三极管是一种具有放大能力的光-电转换器件,因此相比光敏二极管它具有更高的灵敏度。需要注意的是,光敏晶体管既有3个引脚的,也有2个引脚的,使用时要注意辨别,不要误认为2个引脚的光敏晶体三极管为光敏二极管。

  晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量,这是三极管最基本的和最重要的特性,我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示,电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。

  把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合,就可得到一只大功率可控硅,其最大输出电流由大功率三极管的特性决定,见附图9(a)。图9(b)为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用,将电容容量扩大若干倍,这种等效电容和一般电容器一样,可浮置工作,适用于在长延时电路中作定时电容,用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点,但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安,因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图9(c)可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展,稳定性能可得到较大的改善。

  图9(d)中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管;图9(e)中的三极管可代用8V左右的稳压管,图9(f)中的三极管可代用30V左右的稳压管,上述应用时,三极管的基极均不使用。

  用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件,大功率可变电阻价贵难觅,用图9(g)电路可作模拟品,调节510电阻的阻值,即可调节三极管C、E两极之间的阻抗,此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图9(h)为用三极管模拟的稳压管,其稳压原理是:当加到A、B两端的输入电压上升时,因三极管的B、E结压降基本不变,故R2两端压降上升,经过R2的电流上升,三极管发射结正偏增强,其导通性也增强,C、E极间呈现的等效电阻减小,压降降低,从而使AB端的输入电压下降,调节R2即可调节此模拟稳压管的稳压值。

  1、一般正常的三极管是能够测量到两个PN结,他们的引脚排列是:在正面的时候依次为:b—c—e极,b基极、c集电极、e发射极。但是大功率三极管是固定的,在电路上更换安装的时候绝对不能接反,安装必须正确;

  2、三极管实物的型号表示方法:C或D开头加数字的就表示是NPN型的,比如:C1815、D1407、D5287等都是NPN型,A和B开头的加些数字呢则表示是PNP型,比如:B817、A1015等;

  3、如果三极管损坏了,就是它内部PN被击穿短路了,那么我们就用万用表测三个极中任意两个极之间的阻值都为0,这样的话,我们必须要更换三极管之后设备才会正常工作。

  三极管工作在饱和区时基极-发射极和基极-集电极之间都处于正向偏置,从图中可以看出饱和区的三极管集电极电流IC随着UCE的增大而增大,特别是UCE几乎为零时IC增大速率很明显,集电极电流IC超过一定值时,三极管的直流增益hFE会下降,当直流增益hFE下降到正常数值的三分之二时的集电极电流,称为三极管的最大集电极电流。

  三极管工作在放大区时基极-发射极处于正向偏置,基极-集电极之间处于反向偏置(因为UCE大于0.7V),这个时候三极管集电极电流IC变化很平缓,也就是说三极管集电极电流IC等于直流增益hFE与基极电流IB的乘积,基极开路时加在集电极和发射极之间的最大允许电压成为集-射极反向击穿电压。当UCE大于集-射极反向击穿电压时将导致三极管的击穿(相当于二极管的PN结加上反向偏置电压超出最大反向耐压导致二极管的击穿),三极管的数据手册中给出的集-射极反向击穿电压一般是常温25℃下的值,该值随着环境温度的升高而降低,使用时要特别注意。

  总的来说三极管截止时等效于一个开关的断开(电阻无穷大),所以三极管集电极电流IC等于零;三极管饱和时等效于一个开关的接通(电阻很小),所以三极管集电极和发射极之间的电压几乎为零。集电极电流IC通过集电结时会产生热量,引起三极管的参数变化。当三极管因受热引起的参数变化不超过允许值时,集电极小号的功率等于IC和UCE的乘积。

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