选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
开关三极管具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关速度快、体积小等特点。开关三极管可以用很小的电流,控制大电流的通断,有较广泛的应用。小功率开关管可以用在电源电路、驱动电路、开关电路等;大功率管可用于彩色电视机、通信设备的开关电源;也可用于低频功率放大电路、电流调整等;高反压大功率开关管可用于彩色电视机行输出管。
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,即为三极管的截止状态。开关三极管处于截止状态的特征是发射结,集电结均处于反向偏置。
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并且当基极的电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不再怎么变化,此时三极管失去电流放大作用,集电极和发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态,即为三极管的导通状态。开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结,集电结均处于正向偏置。而处于放大状态的三极管的特征是发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置。这也是可以使用电压表测试发射结,集电结的电压值判定三极管工作状况的原理。开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。
三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是表示电流的方向。
图1
双极面结型晶体管两个类型:NPN和PNP
NPN类型包含两个n型区域和一个分隔它们的p型区域;PNP类型则包含两个p型区域和一个分隔它们的n型区域。
负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间,而位居三极管主电流的回路上,输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作,当三极管呈开启状态时,负载电流便被阻断,反之,当三极管呈闭合状态时,电流便可以流通。
详细的说,当Vin为低电压时,由于基极没有电流,因此集电极亦无电流,致使连接于集电极端的负载亦没有电流,而相当于开关的开启(关闭状态),此时三极管乃工作于截止(cut off)区。
同理,当Vin为高电压时,由于有基极电流流动,因此使集电极流过更大的放大电流,因此负载回路便被导通,而相当于开关的闭合(连接状态),此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。
1. 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,它的电流放大系数β将下降。为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为IC...
3. 21″以下机开关管:PCM=50W左右、ICM=5A左右、VCBO≥800V、VCEO≥600V。 &n...
三极管工作在截至状态和饱和状态: 基极电流为零时,集电极和发射极没有电流,可以视为开路; 当基极有电流时,因为三极管的放大作用,集电极和发射极会有一个放...
选用三极管需要了解三极管的主要参数。若手中有一本晶体管特性手册最好。三极管的参数很多,其中必须了解的四个极限参数:ICM、BVCEO、PCM、fT、TON TOFF 等,可满足95%以上的使用需要。
1. 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,它的电流放大系数β将下降。为此规定三极管的电流放大系数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时不至于损坏三极管,但会使β值减小,影响电路的工作性能。
2. BVCEO是三极管基极开路时,集电极-发射极反向击穿电压。如果在使用中加在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极电流,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。
3. PCM是集电极最大允许耗散功率。三极管在工作时,集电极电流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。
4. 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,对应于β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率。
5.开通时间、关断时间是衡量开关管响应速度的一个重要参数。
开关三极管因功率的不同可分为小功率开关管、中功率和大功率开关管。常用小功率开关管有3AKl-5、3AKll-15、3AKl9-3AK20、3AK20-3AK22、3CKl-4、3CK7、3CK8、3DK2-4、3DK7-9。
常用的高反压、大功率开关管有:2JD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等,它们的最高反压都在1500V以上。
开关三极管的外形与普通三极管外形相同,主要用于电路的关与通的转换。由于它具有完成断路或接通的作用,被广泛用于开关电路,且具有开关速度快、寿命长等特点,而且普遍用于电源|稳压器电路、驱动电路、振荡电路、功率放大电路、脉冲放大电路及行输出电路等。 开关三极管因功率的不同可分为小功率开关管和大功率开关管。
常用的小功率开关管有:8550、8050等。
常用的高反压、大功率开关管有:2SD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等,它们的最高反压都在1500V以上。
1、三极管选择"开关三极管",以提高开关转换速度;
2、电路设计,要保证三极管工作在"饱和/截止"状态,不得工作在放大区;
3、也不要使三极管处于深度过饱和,否则也影响截止转换速度;至于截止,不一定需要"负电压"偏置,输入为零时就截止了,否则也影响导通转换速度。
4、三极管作为开关时需注意它的可靠性;在基极人为接入了一个负电源VEE,即可解决它的可靠性。
5、三极管的开关速度一般不尽人意;需要调整信号的输入频率。
浅谈开关三极管的应用
浅谈开关三极管的应用
大功率开关三极管予防二次击穿的措施
大功率开关三极管作为开关元件,广泛用于交、直流拖动系统的主回路中。它开关速度快,控制方便。不足之处是容量和耐耐压尚不高,特别是二次击穿电压值比较低,容易造成永久性损坏。本文提供了该管预防二次击穿电压的措施。
1、由于电荷存储效应,晶体管BE之间有一接电容,与Rb构成RC电路,时间常数较大影响了晶体管的导通和截至速度(即开关速度)。
2、加速电容作用。
(1) 控制脉冲低电平时,电路达到稳态时,晶体管截至,电容两端电压为零。
(2) 控制脉冲高电平到来时,由于电容电压不能突变,电容需继续保持零,这样,晶体管基极B电压突变到高电平,使晶体管迅速导通;电容被充电到脉冲电平电压;进入到稳态,电容电压为脉冲电平电压。
(3) 此后,当控制脉冲低电平到来时,由于电容电压不能突变,需继续保持脉冲电平电压,因此,基极电压从零(实际为be压降)跳变到负的脉冲电平电压,时得晶体管迅速从饱和状态转到截至状态;此后,电容通过R放电,达到稳态时,两端电压为零。
(4)然后,重复以上过程。
1.典型的加速电容电路 T491D475M050AT 图2所示是脉冲放大器(一种放大脉冲信号的放大器)中的加速电容电路。
电路中的VT1是三极管,是脉冲放大管,Cl并联在Rl上,Cl是加速电容。Cl的作用是加快VT1导通和截止的转换速度,所以称为加速电容。
2.电路工作原理分析
电路中的三极管VT1工作在开关状态下(相当于一个开关),Ui为加到三极管VT1基极的输入信号电压,是一个矩形脉冲信号。当U为高电平时,三极管VT1饱和导通;当Ui为低电平时,三极管VT1截止。
加速电容Cl与三极管VT1输入电阻Ri构成如图3(a)所示的等效电路。
(1)加速导通过程。当输入信号电压Ui从OV跳变到高电平时,由于电容Cl两端的电压不能突变,加到VT1基极的电压为一个尖顶脉冲,其电压幅值最大,如图3 (b)所示。这一尖顶脉冲加到VT1基极,使VT1基极电流迅速从OA增大到很大,这样VT1迅速从截止状态进入饱和状态,加速了VT1的饱和导通,即缩短了VT1饱和导通时间(三极管从截止进入饱和所需要的时间)。
(2)维持导通过程。在t0之后,对Cl的充电很快结束,这时输入信号电压Ui加到VT1基极的电压比较小,维持VT1的饱和导通状态。
(3)加速截止过程;当输入信号电压U从高电平突然跳变到OV时,如图3(b)所示的tl时刻,由于Cl上原先充到的电压极性为左正右负,加到VT1基极的电压为负尖顶脉冲。由于加到VT1基极的电压为负,加快了VT1从基区抽出电荷的过程,VT1以更快的速度从饱和转换到截止状态,即缩短了VT1向截止转换的时间。
由于接入电容Cl,VT1以更快的速度进入饱和状态,同样也是以更快的速度进入截止状态,可见电容Cl具有加速VT1工作状转换的作用,所以将Cl称为加速电容。
这种加速电容电路主要出现在电子开关电路(用三极管作为开关的电路)或脉冲放大器电路中,音频放大器不用这种电路。
达林顿三极管是两颗三极管串接组合的。电流放大倍数是两个三级管各别放大倍数的相乘,这个数字往往可以过万。很明显,较之一般开关三极管,达林顿开关三极管的驱动电流甚小,在驱动讯号微弱的地方是较好的选择 。
达林顿开关三极管的缺点就是输出压降较一般开关三极管多了一个级数,它是两个三极管输出压降的相加值。由于第一级三极管功率较小,一般输出压降较大,所以造成了达林顿开关三极管是一般开关三级管输出压降3倍左右。使用时要特别注意是否产生高温;另外高放大倍数带来的不良作用就是容易受干扰,在设计线路时也要注意相关的保护措施。