開關三極管
開關三極管(Switch transistor)的外形與普通三極管外形相同，它工作于截止區(qū)和飽和區(qū)，相當于電路的切斷和導通。由于它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應用于各種開關電路中，如常用的開關電源電路、驅(qū)動電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉換電路、脈沖電路及輸出電路等。
-
選擇特殊符號
選擇搜索類型
請輸入搜索
開關三極管(Switch transistor)的外形與普通三極管外形相同，它工作于截止區(qū)和飽和區(qū)，相當于電路的切斷和導通。由于它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應用于各種開關電路中，如常用的開關電源電路、驅(qū)動電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉換電路、脈沖電路及輸出電路等。
選用三極管需要了解三極管的主要參數(shù)。若手中有一本晶體管特性手冊最好。三極管的參數(shù)很多，其中必須了解的四個極限參數(shù):ICM、BVCEO、PCM、fT、TON TOFF 等，可滿足95%以上的使用需要。
1. ICM是集電極最大允許電流。三極管工作時當它的集電極電流超過一定數(shù)值時，它的電流放大系數(shù)β將下降。為此規(guī)定三極管的電流放大系數(shù)β變化不超過允許值時的集電極最大電流稱為ICM。所以在使用中當集電極電流IC超過ICM時不至于損壞三極管，但會使β值減小，影響電路的工作性能。
2. BVCEO是三極管基極開路時，集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓。如果在使用中加在集電極與發(fā)射極之間的電壓超過這個數(shù)值時，將可能使三極管產(chǎn)生很大的集電極電流，這種現(xiàn)象叫擊穿。三極管擊穿后會造成永久性損壞或性能下降。
3. PCM是集電極最大允許耗散功率。三極管在工作時，集電極電流在集電結上會產(chǎn)生熱量而使三極管發(fā)熱。若耗散功率過大，三極管將燒壞。在使用中如果三極管在大于PCM下長時間工作，將會損壞三極管。需要注意的是大功率三極管給出的最大允許耗散功率都是在加有一定規(guī)格散熱器情況下的參數(shù)。使用中一定要注意這一點。
4. 特征頻率fT。隨著工作頻率的升高，三極管的放大能力將會下降，對應于β=1時的頻率fT叫作三極管的特征頻率。
5.開通時間、關斷時間是衡量開關管響應速度的一個重要參數(shù)。
負載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間，而位居三極管主電流的回路上，輸入電壓Vin則控制三極管開關的開啟(open) 與閉合(closed) 動作，當三極管呈開啟狀態(tài)時，負載電流便被阻斷，反之，當三極管呈閉合狀態(tài)時，電流便可以流通。
詳細的說，當Vin為低電壓時，由于基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接于集電極端的負載亦沒有電流，而相當于開關的開啟(關閉狀態(tài))，此時三極管乃工作于截止(cut off)區(qū)。
同理，當Vin為高電壓時，由于有基極電流流動，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負載回路便被導通，而相當于開關的閉合(連接狀態(tài))，此時三極管乃工作于飽和區(qū)(saturation)。
開關三極管具有壽命長、安全可靠、沒有機械磨損、開關速度快、體積小等特點。開關三極管可以用很小的電流，控制大電流的通斷，有較廣泛的應用。小功率開關管可以用在電源電路、驅(qū)動電路、開關電路等;大功率管可用于彩色電視機、通信設備的開關電源;也可用于低頻功率放大電路、電流調(diào)整等;高反壓大功率開關管可用于彩色電視機行輸出管。
1. ICM是集電極最大允許電流。三極管工作時當它的集電極電流超過一定數(shù)值時，它的電流放大系數(shù)β將下降。為此規(guī)定三極管的電流放大系數(shù)β變化不超過允許值時的集電極最大電流稱為IC...
3． 21″以下機開關管：PCM=50W左右、ICM=5A左右、VCBO≥800V、VCEO≥600V。 &n...
三極管工作在截至狀態(tài)和飽和狀態(tài)： 基極電流為零時，集電極和發(fā)射極沒有電流，可以視為開路； 當基極有電流時，因為三極管的放大作用，集電極和發(fā)射極會有一個放...
1、三極管選擇"開關三極管"，以提高開關轉換速度;
2、電路設計，要保證三極管工作在"飽和/截止"狀態(tài)，不得工作在放大區(qū);
3、也不要使三極管處于深度過飽和，否則也影響截止轉換速度;至于截止，不一定需要"負電壓"偏置，輸入為零時就截止了，否則也影響導通轉換速度。
4、三極管作為開關時需注意它的可靠性;在基極人為接入了一個負電源VEE，即可解決它的可靠性。
5、三極管的開關速度一般不盡人意;需要調(diào)整信號的輸入頻率。
開關三極管的外形與普通三極管外形相同，主要用于電路的關與通的轉換。由于它具有完成斷路或接通的作用，被廣泛用于開關電路，且具有開關速度快、壽命長等特點，而且普遍用于電源|穩(wěn)壓器電路、驅(qū)動電路、振蕩電路、功率放大電路、脈沖放大電路及行輸出電路等。 開關三極管因功率的不同可分為小功率開關管和大功率開關管。
常用的小功率開關管有:8550、8050等。
常用的高反壓、大功率開關管有:2SD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等，它們的最高反壓都在1500V以上。
當加在三極管發(fā)射結的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當于開關的斷開狀態(tài)，即為三極管的截止狀態(tài)。開關三極管處于截止狀態(tài)的特征是發(fā)射結，集電結均處于反向偏置。
當加在三極管發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，并且當基極的電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不再怎么變化，此時三極管失去電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當于開關的導通狀態(tài)，即為三極管的導通狀態(tài)。開關三極管處于飽和導通狀態(tài)的特征是發(fā)射結，集電結均處于正向偏置。而處于放大狀態(tài)的三極管的特征是發(fā)射結處于正向偏置，集電結處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發(fā)射結，集電結的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關三極管正是基于三極管的開關特性來工作的。
三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，有一個箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是表示電流的方向。
圖1
雙極面結型晶體管兩個類型:NPN和PNP
NPN類型包含兩個n型區(qū)域和一個分隔它們的p型區(qū)域;PNP類型則包含兩個p型區(qū)域和一個分隔它們的n型區(qū)域。
開關三極管因功率的不同可分為小功率開關管、中功率和大功率開關管。常用小功率開關管有3AKl-5、3AKll-15、3AKl9-3AK20、3AK20-3AK22、3CKl-4、3CK7、3CK8、3DK2-4、3DK7-9。
常用的高反壓、大功率開關管有:2JD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等，它們的最高反壓都在1500V以上。
大功率開關三極管予防二次擊穿的措施
大功率開關三極管予防二次擊穿的措施
格式：pdf
大小：489KB
頁數(shù)： 4頁
大功率開關三極管作為開關元件,廣泛用于交、直流拖動系統(tǒng)的主回路中。它開關速度快,控制方便。不足之處是容量和耐耐壓尚不高,特別是二次擊穿電壓值比較低,容易造成永久性損壞。本文提供了該管預防二次擊穿電壓的措施。
1、由于電荷存儲效應，晶體管BE之間有一接電容，與Rb構成RC電路，時間常數(shù)較大影響了晶體管的導通和截至速度（即開關速度）。
2、加速電容作用。
（1) 控制脈沖低電平時，電路達到穩(wěn)態(tài)時，晶體管截至，電容兩端電壓為零。
（2） 控制脈沖高電平到來時，由于電容電壓不能突變，電容需繼續(xù)保持零，這樣，晶體管基極B電壓突變到高電平，使晶體管迅速導通；電容被充電到脈沖電平電壓；進入到穩(wěn)態(tài)，電容電壓為脈沖電平電壓。
（3） 此后，當控制脈沖低電平到來時，由于電容電壓不能突變，需繼續(xù)保持脈沖電平電壓，因此，基極電壓從零（實際為be壓降)跳變到負的脈沖電平電壓，時得晶體管迅速從飽和狀態(tài)轉到截至狀態(tài)；此后，電容通過R放電，達到穩(wěn)態(tài)時，兩端電壓為零。
（4）然后，重復以上過程。
1．典型的加速電容電路 T491D475M050AT 圖2所示是脈沖放大器（一種放大脈沖信號的放大器）中的加速電容電路。
電路中的VT1是三極管，是脈沖放大管，Cl并聯(lián)在Rl上，Cl是加速電容。Cl的作用是加快VT1導通和截止的轉換速度，所以稱為加速電容。
2．電路工作原理分析
電路中的三極管VT1工作在開關狀態(tài)下（相當于一個開關），Ui為加到三極管VT1基極的輸入信號電壓，是一個矩形脈沖信號。當U為高電平時，三極管VT1飽和導通；當Ui為低電平時，三極管VT1截止。
加速電容Cl與三極管VT1輸入電阻Ri構成如圖3(a)所示的等效電路。
(1)加速導通過程。當輸入信號電壓Ui從OV跳變到高電平時，由于電容Cl兩端的電壓不能突變，加到VT1基極的電壓為一個尖頂脈沖，其電壓幅值最大，如圖3 (b)所示。這一尖頂脈沖加到VT1基極，使VT1基極電流迅速從OA增大到很大，這樣VT1迅速從截止狀態(tài)進入飽和狀態(tài)，加速了VT1的飽和導通，即縮短了VT1飽和導通時間（三極管從截止進入飽和所需要的時間）。
(2)維持導通過程。在t0之后，對Cl的充電很快結束，這時輸入信號電壓Ui加到VT1基極的電壓比較小，維持VT1的飽和導通狀態(tài)。
(3)加速截止過程；當輸入信號電壓U從高電平突然跳變到OV時，如圖3(b)所示的tl時刻，由于Cl上原先充到的電壓極性為左正右負，加到VT1基極的電壓為負尖頂脈沖。由于加到VT1基極的電壓為負，加快了VT1從基區(qū)抽出電荷的過程，VT1以更快的速度從飽和轉換到截止狀態(tài)，即縮短了VT1向截止轉換的時間。
由于接入電容Cl，VT1以更快的速度進入飽和狀態(tài)，同樣也是以更快的速度進入截止狀態(tài)，可見電容Cl具有加速VT1工作狀轉換的作用，所以將Cl稱為加速電容。
這種加速電容電路主要出現(xiàn)在電子開關電路（用三極管作為開關的電路）或脈沖放大器電路中，音頻放大器不用這種電路。
達林頓三極管是兩顆三極管串接組合的。電流放大倍數(shù)是兩個三級管各別放大倍數(shù)的相乘，這個數(shù)字往往可以過萬。很明顯，較之一般開關三極管，達林頓開關三極管的驅(qū)動電流甚小，在驅(qū)動訊號微弱的地方是較好的選擇 。
達林頓開關三極管的缺點就是輸出壓降較一般開關三極管多了一個級數(shù)，它是兩個三極管輸出壓降的相加值。由于第一級三極管功率較小，一般輸出壓降較大，所以造成了達林頓開關三極管是一般開關三級管輸出壓降3倍左右。使用時要特別注意是否產(chǎn)生高溫；另外高放大倍數(shù)帶來的不良作用就是容易受干擾，在設計線路時也要注意相關的保護措施。
開關三極管，加速電容的分析！