?? 1.晶體管的結(jié)構(gòu)? 晶體管內(nèi)部由兩PN結(jié)構(gòu)成,其三個電極分別為集電極(用字母C或c表示),基極(用字母B或b表示)和發(fā)射極(用字母E或e表示)。如圖5-4所示,晶體管的兩個PN結(jié)分別稱為集電結(jié)(C、B極之間)和發(fā)射結(jié)(B、E極之間),發(fā)射結(jié)與集電結(jié)之間為基區(qū)。
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??? 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,晶體管可分為PNP型和NPN型兩類。在電路圖形符號上可以看出兩種類型晶體管的發(fā)射極箭頭(代表集電極電流的方向)不同。PNP型晶體管的發(fā)射極箭頭朝內(nèi),NPN型晶體管的發(fā)射極箭頭朝外。
?2.三極管各個電極的作用及電流分配? 晶體管三個電極的電極的作用如下:
發(fā)射極(E極)用來發(fā)射電子;
基極(B極)用來控制E極發(fā)射電子的數(shù)量;
集電極(C極)用業(yè)收集電子。
晶體管的發(fā)射極電流IE與基極電流IB、集電極電流IC之間的關(guān)系如下:IE=IB+IC
? 3.晶體管的工作條件? 晶體管屬于電流控制型半導(dǎo)體器件,其放大特性主要是指電流放大能力。所謂放大,是指當(dāng)晶體管的基極電流發(fā)生變化時,其集電極電流將發(fā)生更大的變化或在晶體管具備了工作條件后,若從基極加入一個較小的信號,則其集電極將會輸出一個較大的信號。
??? 晶體管的基本工作條件是發(fā)射結(jié)(B、E極之間)要加上較低的正向電壓(即正向偏置電壓),集電結(jié)(B、C極之間)要加上較高的反向電壓(即反向偏置電壓)。晶體管各極所加電壓的極性見圖5-5。
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??? 晶體管發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓約等于PN結(jié)電壓,即硅管為0.6~0.7V,鍺管為0.2~0.3V。集電結(jié)的反向偏置電壓視具體型號而定。
?? 4.晶體管的工作狀態(tài)? 晶體管有截止、導(dǎo)通和飽和三種狀態(tài)。
??? 在晶體管不具備工作條件時,它處截止?fàn)顟B(tài),內(nèi)阻很大,各極電流幾乎為0。
當(dāng)晶體管的發(fā)射結(jié)加下合適的正向偏置電壓、集電結(jié)加上反向偏置電壓時,晶體管導(dǎo)通,其內(nèi)阻變小,各電極均有工作電流產(chǎn)生(IE=IB+IC)。適當(dāng)增大其發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓、使基極電流IB增大時,集電極電流IC和發(fā)射極電流IE也會隨之增大。
??? 當(dāng)晶體管發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓增大至一定值(硅管等于或略高于0.7V,鍺管等于或略高于0.3V0時,晶體管將從導(dǎo)通放大狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(tài),此時集電極電流IC將處于較大的恒定狀態(tài),且已不受基極電流IB控制。晶體管的導(dǎo)通內(nèi)阻很?。ㄏ喈?dāng)于開關(guān)被接通),集電極與發(fā)射極之間的電壓低于發(fā)射結(jié)電壓,集電結(jié)也由反偏狀態(tài)變?yōu)檎珷顟B(tài)。
(二)高頻晶體管
??? 高頻晶體管(指特征頻率大于30MHZ的晶體管)可分為高頻小功率晶體管和高頻大功率晶體管。
?? 常用的國產(chǎn)高頻小功率晶體管有3AG1~3AG4、3AG11~3AG14、3CG3、3CG14、3CG21、3CG9012、3CG9015、3DG6、3DG8、3DG12、3DG130、3DG9011、3DG9013、3DG9014、3DG9043等型號,部分國產(chǎn)高頻小功率晶體管的主要參數(shù)見表5-1。
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?? 常用的進(jìn)口高頻小功率晶體管有2N5551、2N5401、BC148、BC158、BC328、BC548、BC558、9011~9015、S9011~S9015、TEC9011~TEC9015、2SA1015、2SC1815、2SA562、2SC1959、2SA673、2SC1213等型號。表5-2是各管的主要參數(shù)。
? 2.高頻中、大功率晶體管? 高頻中、大功率晶體管一般用于視頻放大電路、前置放大電路、互補(bǔ)驅(qū)動電路、高壓開關(guān)電路及行推動等電路。
常用的國產(chǎn)高頻中、大功率晶體管有3DG41A~3DG41G、3DG83A~3DG83E、3DA87A~3DA87E、3DA88A~3DA88E、3DA93A~3DA93D、3DA151A~3DG151D、3DA1~3DA5、3DA100~3DA108、3DA14A~3DA14D、3DA30A~3DA30D、3DG152A~3DG152J、3CA1~3CA9等型號。表5-3是各管的主要參數(shù)。
常用的進(jìn)口高頻中、大功率晶體管有2SA634、2SA636、2SA648A、2SA670、2SB940、2SB734、2SC2068、2SC2258、2SC2371、2SD1266A、2SD966、2SD8829、S8050、S8550、BD135、BD136等型號,各管的主要參數(shù)見表5-4。
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(三)超高頻晶體管
??? 超高頻晶體管也稱微波晶體管,其頻率特性一般高于500MHZ,主要用于電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、通信等領(lǐng)域中處理微波波段(300MHZ以上的頻率)的信號。
??? 1.國產(chǎn)超高頻晶體管? 常用的國產(chǎn)超高頻晶體管有3AG95、3CG15A~3CG15D、3DG56(2G210)、3DG80(2G211、2G910)、3DG18A~3DG18C、2G711A~2G711E、3DG103、3DG112、3DG145~3DG156、3DG122、3DG123、3DG130~3DG132、3DG140~3DG148、3CG102、3CG113、3CG114、3CG122、3CG132、3CG140、3DA89、3DA819~3DA823等型號。表5-5是各管的主要參數(shù)。
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??? 2.進(jìn)口超高頻晶體管? 常用的進(jìn)口超高頻晶體管有2SA130、2SA1855、2SA1886、2SC286~2SC288、2SC464~2SC466、2SD1266、BF769、BF959等型號,各管的主要參數(shù)見表5-6。
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(四)中、低頻晶體管
?? 低頻晶體管的特征頻率一般低于或等于3MHZ,中頻晶體管的特征頻率一般低于30MHZ。
?? 1.中、低頻小功率晶體管? 中低頻小功率晶體管主要用于工作頻率較低、功率在1W以下的低頻放大和功率放大等電路中。
??? 常見的國產(chǎn)低頻小功率晶體管有3AX1~3AX15、3AX21~3AX25、3AX31、3BX31、3AX81、3AX83、3AX51~3AX55、3DX200~3DX204、3CX200~3CX204等型號,表5-7是各管的主要參數(shù)。
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??? 常用的進(jìn)口中、低頻小功率晶體管有2SA940、2SC2073、2SC1815、2SB134、2SB135、2N2944~2N2946等型號,各管的主要參數(shù)見表5-8。
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??? 2.中、低頻大功率晶體管? 中、低頻大功率晶體管一般用在電視機(jī)、音響等家電中作為電源調(diào)整管、開關(guān)管、場輸出管、行輸出管、功率輸出管或用在汽車電子點(diǎn)火電路、逆變器、不間斷電源(UPS)等系統(tǒng)中。
??? 常用的國產(chǎn)低頻大功率晶體管有3DD102、3DD14、3DD15、3DD52、DD01、DD03、D74、3AD6、3AD30、3DA58、DF104等型號,表5-9是各管的主要參數(shù)。
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常用的進(jìn)口中、低頻大功率晶體管有2SA670、2SB337、2SB556K、2SD553Y、2SD1585、2SC1827、2SC2168、BD201~BD204等型號,表5-10是各管的主要參數(shù)。
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(五)互補(bǔ)對管
??? 為了提高功率放大品的輸出功率和效率,減小失真,功率放大器通常采用推挽式功率放大電路,即由兩只互補(bǔ)晶體管分別放大一個完整正弦波的正、負(fù)半周信號。這要求兩只互補(bǔ)晶體管的材料相, ,性能參數(shù)(例如耗散功率PCM、最大集電極電流ICM、最高反向電壓VCBO、電流放大系數(shù)hFE、特征頻率fT等)也要盡可能一致使用前應(yīng)進(jìn)行挑選“配對”。
???? 互補(bǔ)對管一般采用異極性對管,即兩只晶體管一只為NPN型管,另一只為PNP型管。
?? 1.大功率互補(bǔ)對管? 功率放大器中常用大功率互補(bǔ)對管及其主要參數(shù)見表5-11。
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?? 2.中、小功率互補(bǔ)對管? 功率放大器等電路中常用的中、小功率互補(bǔ)對管及其參數(shù)見表5-12。
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(六)開關(guān)晶體管
??? 開關(guān)晶體管是一種飽和與截止?fàn)顟B(tài)變換速度較快的晶體管,廣泛應(yīng)用于各種脈沖電路、開關(guān)電路及功率輸出電路中。
?? 開關(guān)晶體管分為小功率開關(guān)晶體管和高反壓大功率開關(guān)晶體管等。
?? 1.小功率開關(guān)晶體管? 小功率開關(guān)晶體管一般用于高頻放大電路、脈沖電路、開關(guān)電路及同步分離電路等。
??? 常用的國產(chǎn)小功率開關(guān)晶體管有3AK系列3CK系列和3DK系列,表5-13是各管的主要參數(shù)。
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?? 2.高反壓大功率開關(guān)晶體管? 高反壓大功率開關(guān)晶體管通常均為硅NPN型,其最高反向電壓VCBO高于800V,主要用于彩色電視機(jī)、電腦顯示器中作開關(guān)電源管、行輸出管或用于汽車電子點(diǎn)火器、電子鎮(zhèn)流器、逆變器、不間斷電源(UPS)等產(chǎn)品中。
??? 常用的高反壓大功率開關(guān)晶體管有2SD820、2SD850、2SD1401、2SD1403、2SD1432~2SD1433、2SC1942等型號,表5-14是部分高反壓大功率開關(guān)的主要參數(shù)及封裝形式。
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(七)帶阻尼行輸出管
??? 帶阻尼行輸出管是將高反壓大功率開關(guān)晶體管與阻尼二極管、保護(hù)電阻封裝為一體構(gòu)成的特殊電子器件,主要用于彩色電視機(jī)或電腦顯示器中。
??? 帶阻尼行輸出管有金屬封裝(TO-3)和塑封(TO-3P)兩種封裝形式。圖5-6是帶阻尼行輸出管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路及外形圖,表5-15是常用帶阻尼輸出管的主要參數(shù)及封裝形式。
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(八)差分對管
??? 差分對管也稱孿生對管或一體化差分對管,它是將兩只性能參數(shù)相同的晶體管封裝在一起構(gòu)成的電子器件,一般用在音頻放大器或儀器、儀表中作差分輸入放大管。
?? 差分對管有NPN型和PNP型兩種結(jié)構(gòu)。常見的國產(chǎn)NPN型差分對管有3DG06A~3DG06D等型號。PNP型差分對管有3CSG3、ECM1A等型號,如圖5-7所示。
常見的進(jìn)口NPN型差分對管有2SC1583等型號,PNP型差分對管有2SA798等型號,如圖5-8所示。
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(九)達(dá)林頓管
??? 達(dá)林頓管也稱復(fù)合晶體管,具有較大的電流放大系數(shù)及較高的輸入阻抗。它又分為普通達(dá)林頓管和大功率達(dá)林頓管。
??? 1.普通達(dá)林頓管? 普通達(dá)林頓管通常由兩只晶體管或多只晶體管復(fù)合連接而成,內(nèi)部不帶保護(hù)電路,耗散功率在2W以下。圖5-9是普通達(dá)林頓管的基本電路。
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??? 普通達(dá)林頓管一般采用TO-92塑料封裝,主要用于高增益放大電路或繼電器驅(qū)動電路等。常用的普通達(dá)林頓管有PN020、MP-SA6266等型號。
??? 2.大功率達(dá)林頓管? 大功率達(dá)林頓管在普通達(dá)林頓管的基礎(chǔ)上,增加了由泄放電阻和續(xù)流二極管組成的保護(hù)電路,穩(wěn)定性較高,驅(qū)動電流更大。圖5-10是大功率達(dá)林頓管的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)。
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??? 大功率達(dá)林頓管一般采用TO-3金屬封裝或采用TO-126、TO-220、TO-3P等外形塑料封裝,主要用于音頻功率放大、電源穩(wěn)壓、大電流驅(qū)動、開關(guān)控制等電路。
常用的國產(chǎn)大功率達(dá)林頓管的主要參數(shù)見表5-16,常用的進(jìn)口大功率達(dá)林頓管的主要參數(shù)見表5-17。
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(十)帶阻晶體管
??? 帶阻晶體管是將一只或兩只電阻器與晶體管連接后封裝在一起構(gòu)成的,作反相器或倒相器,廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)等家電產(chǎn)品中。其封裝外形有EM3、UMT、SST(美國或歐洲SOT-23)、SMT(SC-59/***SOT-23)、MPT(SOT-89)、FTR和TO-92等,耗散功率為150~400mW。圖5-11是帶阻晶體管的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)。
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?? 1.帶阻晶體管的電路圖形符號及文字符號? 帶阻晶體管目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)符號,在不同廠家的電子產(chǎn)品中電路圖形符號及文字符號的標(biāo)注方法也不一樣。例如,日立、松下等公司的產(chǎn)品中常用字母“QR”來表示,東芝公司用字母“RN”來表示,飛利浦及NEC(日電)等公司用字母“Q”表示,還有的廠家用“IC”表示,國內(nèi)電子產(chǎn)品中可以使用晶體管的文字符號,即用字母“V”或“VT”來表示。圖5-12是不同廠家電子產(chǎn)品中帶阻晶體管常用的電路圖形符號。
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?? 2.常用的帶阻晶體管? 常用的進(jìn)口帶阻三極管有DTA系列、DTB系列、DTC系列、DTD系列、MRN系列、RN系列、UN系列、KSR系列、FA系列、FN系列、GN系列、GA系列、HC系列、HD系列、HQ系列、HR系列等多種。常用的國產(chǎn)帶阻晶體管有GR系列等。表5-18是帶阻晶體管(除GR系列為國產(chǎn)的,其余均為進(jìn)口的)內(nèi)部電阻器的電阻值。
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(十一)光敏三極管
??? 光敏三極管是具有放大能力的光-電轉(zhuǎn)換三極管,廣泛應(yīng)用于各種光控電路中。
??? 在無光照射時,光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài),無電信號輸出。光當(dāng)信號照射其基極(受光窗口)時,光敏三極管將導(dǎo)通,從發(fā)射極或集電極輸出放大后的電信號。
? 1.光敏三極管的外形及符號? 光敏三極管在電路中的文字符號與普通三極管相同,用字母“V”或“VT”表示。
圖5-13是光敏三極管的電路圖形符號。
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光敏三極管有塑封、金屬封裝(頂部為玻璃鏡窗口)環(huán)氧樹脂、陶瓷等多種封裝結(jié)構(gòu),引腳也分為兩腳和三腳型。圖5-14是光敏三極管的外形圖及引腳排列圖,圖5-15是其應(yīng)用電路。
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? 2.常用的光敏三極管? 常用的國產(chǎn)光敏三極管以硅NPN型為主有3DU11~3DU13、3DU21~3DU23、3DU31~3DU33、3DU51A~3DU51C、3DU51~3DU54、3DU111~3DU113、3DU121~3DU123~3DU131~3DU133、3DU311~3DU333、3DU411~3DU433、3DU80等型號,表5-19是各管的主要參數(shù)。
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(十二)磁敏三極管
??? 磁敏三極管是一種對磁場敏感的磁-電轉(zhuǎn)換器件,它可以將磁信號轉(zhuǎn)換成電信號。
??? 常見的磁敏三極管有3CCM和4CCM等型號。3CCM采用雙極型結(jié)構(gòu),具有正、反向磁靈敏度極性,有確定的磁敏感面(通常用色點(diǎn)標(biāo)注)。圖5-16是其電路圖形符號和外形。4CCM內(nèi)部由兩3CCM磁敏三極管和兩只電阻器構(gòu)成,其外形和內(nèi)部電路見圖5-17。
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???? 磁敏三極管一般用于電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制、防盜等各種磁控電路中。圖5-18是磁敏三極管的應(yīng)用電路。
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(十三)恒流三極管
??? 恒流三極管是一種可以調(diào)節(jié)和穩(wěn)定電流的特殊器件。它的三個電極分別是陽極(正極)A陰極(負(fù)極)C和控制極G,如圖5-19所示。通過改變恒流三極管控制極的電壓,即可調(diào)節(jié)恒流值的大小。
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??? 恒流三極管一般用于限流保護(hù)和恒流標(biāo)準(zhǔn)電源,也可在直流電源等電路中作恒流器件。常用的恒流三極管有3DH010~3DH050等型號,其恒流范圍為5~500Ma,工作電壓為5~80V。
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