三極管基礎

具體的原理就不說了, N型和P型都是通過硅和鍺參雜不同的元素帶來的電子富余或缺少從而產生內在的電動勢, 這里說的是如何幫助記憶.

半導體類型

• P型半導體, p-type Semiconductor, p-type 這個名稱代表的是 the positive charge of a hole, 知道這個就很好記憶了
• N型半導體, n-type Semiconductor, n-type 這個名稱來自于 the negative charge of the electron

三極管類型

• PNP型三極管: 結構兩端是P型, 中間是N型的三極管, 這種三極管中間是電子過剩的N型, 所以工作在放大狀態時電子往外, 對應的電流方向是從兩端往中間, 所以電路圖中的標記為箭頭朝里, 通過這個就很容易記憶了
• NPN型三極管: 結構兩端是N型, 中間是P型的三極管, 這種三極管中間空穴, 兩端電子過剩, 所以工作在放大狀態時電子往內, 對應的電流朝外, 所以電路圖中的標記為箭頭朝外

三極管的主要參數

了解三極管的四個極限參數：Icm, Bvceo, Pcm及fT即可滿足95%以上的使用需要

• 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值時，他的電流放大系數β將下降。為此規定三級電流放大系數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時不至于損壞三級管，但會使β值減小，影響電路的工作性能；
• Bvceo 是三級管基極開路時，集電極-發射極反向擊穿電壓。如果在使用中加載集電極與發射極之間的電壓超過這個數值時，將可能使三極管產生很大的集電電流，這種現象叫擊穿。三極管擊穿后會造成永久性損壞或性能下降；
• Pcm 是集電極最大允許耗散功率。三極管在工作是，集電極電流集電在集電結上會產生熱量而使三極管發熱。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的三極管給出的最大允許耗散功率都是在加有一定規格散熱器情況下的參數。使用中一定要注意這一點。
• 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β=1時的頻率fT叫作三極管的特征頻率

小功率三極管在電子電路的應用最多。主要用作小信號的放大、控制或振蕩器。選用三極管時首先要搞清楚電子電路的工作頻率大概是多少。如中波收音機的振蕩器的最高頻率是2MHz左右；而調頻收音機的最高震蕩頻率為120MHz左右；電視機中 VHF頻段的最高振蕩率為250MHz左右：UHF頻段的最高振蕩率接近1000MHz.因此工程設計中一般要求三極管的fT大于3倍的實際工作頻率。所以可按照此要求來選擇三極管的特征頻率fT。由于硅材料高頻三極管的fT一般不低于50KHz，所以在音頻電子電路中使用這類管子可不考慮fT這個參數。

小功率三極管Bvceo的選擇可以根據電路的電源電壓來決定，一般情況下只要三極管的Bvceo大于電路中電源的最高電壓即可。當三極管的負載是感性負載是，如變壓器、線圈等時Bvceo數值的選擇要慎重，感性負載上的感應電壓可能達到電源電壓的2-3倍（如節能燈中的升壓三極管）。一般小功率三極管的Bvceo都不低于15V，所以在無電感元件的低電壓電路中也不用考慮這個參數。

一般小功率三極管的Icm在30-50mA之間，對于小信號電路一般可以不予以考慮。但對于驅動繼電器及推動大功率音箱的管子要認真計算一下。當然首先要了解繼電器的吸合電流是多少毫安，一次來確定三極管的Icm

當我們估算了電路中三極管的工作電流(即集電極電流)，有知道了三極管電集到發射極之后的電壓后，就可以根據P = U * I來計算三極管的集電極最大允許耗散功率Pcm。

國產及國外產的小功率三極管的型號極多，它們的參數有一部分是相同的，有一部分是不同的。只要你根據以上分析的使用條件，本著“大能代小”的原則（即 Bvceo 高的三極管可以代替Bvceo低的三極管: Icm大的三極管可以代替Icm小的三極管等), 就可以對三極管應用自如了。

對于大功率三極管，只要不是高頻發射電路，我們都不必考慮三極管的特征頻率fT。對于三極管的集電極-發射極反向擊穿電壓 Bvceo 這個極限參數的考慮與小功率三極管也是一樣的。對于集電極最大允許電流 Icm 的選擇主要也是根據三極管所帶的負載情況而計算的，三極管的集電極最大允許耗散功率 Pcm 是大功率三極管重點考慮的問題，需要注意的是大功率三極管必須有良好的散熱器并考慮它的安裝條件。

三極管的選擇

三極管主要參數的選擇

三極管主要參數的選擇一般是指特征頻率, 噪音和輸出功率的選擇

• 特征頻率fT的選擇, 在設計和制作電子電路是，對高頻放大、中頻放大、振蕩器等電路中的三極管，宜選用極間電容較小的三極管，并應使其特征頻率 Fr 為工作頻率的3 - 10倍。如制作無線話筒就應選特征頻率大于600MHz的三極管9018等。
• β值(Hfe)的選擇, 在選用三極管時，一般希望β值選大一點，但也并不是越大越好。β值太大，容易引起自激振蕩（自生干擾信號），此外一般β值高的管子工作都不穩定，受溫度影響大。通常，硅管β值選在40-150，鍺管β值選在40-80為適合。對整個電子產品的電路而言，還應該從各級的配合來選擇β值。例如，在音頻放大電路中，如果前級用值較低，那么后級就可以用β值較低的管子。反之，若前級的管子β值低，那么后級則用β值高的。對稱電路，如未極乙類推挽功率放大電路及雙穩態、無穩態等開關電路、需要選用兩只β值和Iceo值盡可能相同的三極管，否則就會出現信號失真。
• 噪聲和輸出功率的選擇。在制作低頻放大器時，主要考慮三極管的噪聲和輸出功率等參數。宜選用穿透電流 Iceo 較小的管子，因為 Iceo 越小對放大器的溫度穩定性越好。在低放電路中，如果采用中，小功率互補推挽對管，其耗散功率宜小于或等于1W，最大極電極電流宜小于或等于1.5A,最高反向電壓為50-300V.

型號選擇

應根據電路的實際需要選擇三極管的類型，即三極管在電路中的作用應與所選三極管的功能相吻合。

三極管的種類很多，分類的方法也不同，一般按半導體導電特性分為NPN型與PNP型兩大類；按其在電路中的作用分為放大管和開關管等。各種三極管在電路中的作用如下：

• 低頻小功率三極管一般工作在小信號狀態，主要用于各種電子設備的低頻放大，輸出功率小于1W的功率放大器；
• 高頻小功率三極管主要應用于工作頻率大于3MHz、功率小于1W的高頻率振蕩及放大電路；
• 低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中，也可用于大電流輸出穩壓電源中做調整管，有時在低速大功率開關電路中也用到它；
• 高頻大功率三極管主要應用于特征頻率Fr大于3MHz、功率小于1W的高頻振蕩及放大電路；
• 低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中，也可用于大電流輸出穩壓電源中做調整管，有時在低速大功率開關電路中也用到它；
• 高頻大功率三極管主要應用于特征頻率Fr大于3MHz、功率大于1W的電路中，可作功率驅動、放大，也可用于低頻功率放大或開關穩壓電路。

常見的三極管型號有901X, 2SC945/2SA733、2SC1815/2SA1015\2N5401/2N551\S8550和8050三極管等型號，選用時應根據應用電路的具體要求而定。后級功率放大電路中使用的互補推挽對管，應選用大電流、大功率、低噪音晶體管，其耗散功率為100-200W。常用的大功率互補對管SC2922/2SA1216\2SC3280/2SA1301\2SC3281/2SA1302\2N3055/MJ2955等型號。

常見三極管的使用場景

• 9011: NPN Ic = 30mA, 50V, 0.4W, 370MHZ
• 9012: PNP, 低頻放大 50V 0.5A 0.625W 對管 9013
• 9013: NPN, Ic = 500mA, fT = 150 ~ ? ~ ? MHz, 中功率, 低頻, 能推動普通音頻輸出的中功率放大
• 9014: NPN, Ic = 100mA, fT = 150 ~ ? ~ ? MHz, 0.4W小功率, 低頻, 低噪放大 對管 9015
• 9015: PNP 低噪放大 50V 0.1A 0.4W 150MHZ 對管 9014
• 9018: NPN, Ic = 50mA, fT = ? ~ 620 ~ 1100 MHz, 0.4W 小功率, 高頻, 小電流低噪音
• 8050: NPN, Ic = 1000~1500mA, fT = ?, 高頻放大, 速度慢一些, 1W中功率管, 小功率放大電路中配對管, 小電子產品, 高頻電路和電話中常見 對管 8550
• 8550: PNP, Ic = 1000~1500mA, fT = ?, 高頻放大, 速度慢一些, 1W中功率管, 對管 8050
• 2N2222/2N2219: NPN, 40V, 500-800mA, 250MHz, 0.5W, 一般用途高頻小功率放大或開關管, 對管2N2907/2N2907A. 相似型號為2N2219, 2N2219A, 2N2219AL,2N2222AUB, SD2222A, SD2222AF, SQ2222A,SQ2222AF, 2N5582, 2N6989, 2N6990. general purpose low-power amplifying or switching applications. It is designed for low to medium current, low power, medium voltage, and can operate at moderately high speeds
• 2N2907/2N2905/2N2906: PNP, 開關管, 60V 600mA 0.6W, 200MHz, 對管2N2222, 相似型號為 2N2905, 2N2905A, 2N2905AL, 2N2907, 2N2907A,2N2907AUB, SD2907A, SD2907AF, SQ2907A,SQ2907AF, 2N3486, 2N3486A, 2N6987, 2N6989
• 2N3055: NPN, 功率放大, 100V, 15A 115W 對管 MJ2955
• 2N3440: NPN 視放 開關 450V 1A 1W 15MHZ 對管 2N6609
• 2N3773 NPN 音頻功放開關 160V 16A 50W
• 2N3904: NPN 通用 60V 0.2A
• 2N3906: PNP, Ic = 200mA, fT = ? ~ 300 ~ ? MHz, 小功率管, 速度比較快, 延時特別少, 最大通過的電流是在200mA, It is a 200 mA, 40 V, 625 mW transistor with a transition frequency of 300 MHz,[4] with a minimal beta, or current gain, of 100 at a collector current of 10 mA. It is used in a variety of analog amplification and switching applications. The 2N3904 is used very frequently in hobby electronics projects, including home-made ham radios, code-practice oscillators and as an interfacing device for microcontrollers.
• 2N5551: NPN, Ic = 600mA, fT = 100 ~ 300 ~ ? MHz, VCEO=160V, 0.625W, 高反壓三極管, 主要用途是1)做高壓開關管, 2)做中功率功放, 3)做視頻放大器 對管 2N5401
• 2N5401: PNP 視頻放大 160V 0.6A 0.625W 100MHZ 對管 2N5551
• 2N5685: NPN 音頻功放開關 60V 50A 300W
• 2N6277: NPN 功放 開關 180V 50A 250W
• 2N6678: NPN 音頻功放開關 650V 15A 175W 15MHZ
• 2N6718: NPN 音頻功放開關 100V 2A 2W
• BC184: NPN, VCEO=30V, Ic = 500mA, ICBO=<15nA, 通用小信號放大
• BC550: NPN, VCEO=45V, Ic = 100mA, ICBO=<15nA, 通用小信號放大
• BC560: PNP, VCEO=-45V, Ic = -100mA, ICBO=<15nA, 通用小信號放大
• MMBTA63, LMBTA63, SMBTA63: PNP, Darlington, Ic = -500mA, fT = 125 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=-30V, hFE=5k~10k
• MPSA64, MMBTA64, LMBTA64, SMBTA64: PNP, Darlington, VCEO=-30V, Ic = -100mA, hFE=10k~20k,
• MPSA14, KSP14: NPN, Darlington, Ic在0.1~100mA之間hFE為1萬至4萬, 80mA處達到最大.hFE隨溫度上升明顯升高, 低噪音微小信號放大
• KSP13: NPN, Darlington, Ic = 500mA, fT = 125 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=30V, hFE=5k~10k
• MPSA18: NPN, ICBO=<15nA, 低噪音微小信號放大
• MPSA92: PNP, VCEO=-300V, Ic = -30mA, 0.625W, 高壓小信號, 功放, 電話視頻放大 對管 MPSA42
• MPSA42: NPN, VCEO=300V, Ic = 30mA, 高壓小信號, 電話視頻放大, 功放 對管 MPSA92
• MPS2222A: NPN 高頻放大 75V 0.6A 0.625W 300MHZ
• FMMT734: PNP, Darlington, Ic = -800mA, fT = 140 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=-100V, hFE=20k~60k, 高負壓高電流大放大倍數達林頓管, 室溫下Ic在1~100mA間能保持7.5萬的hFE. hFE隨溫度上升明顯升高
• FMMT634: NPN, Darlington
• 3DA87A: NPN 視頻放大 100V 0.1A 1W
• 3DG6B: NPN 通用 20V 0.02A 0.1W 150MHZ
• 3DG6C: NPN 通用 25V 0.02A 0.1W 250MHZ
• 3DG6D: NPN 通用 30V 0.02A 0.1W 150MHZ
• 3DK2B: NPN 開關 30V 0.03A 0.2W
• 3DD15D: NPN 電源開關 300V 5A 50W
• 3DD102C: NPN 電源開關 300V 5A 50W
• D633/2SD633/2SD634/2SD635: NPN 音頻功放開關 600-100V 7A 40W 達林頓
• B772/2SD772: PNP 音頻功放開關 40V 3A 10W, 40-100MHz, 對管 B882/D882
• D880: NPN 3A 60V 30-40W, 3MHz, 高速開關電路,充電器,應急燈,電動玩具電路等
• D882/2SD882: NPN 中功率管, 40V 3A 10W, 50MHz, 用于音頻功率放大, 小電流電壓調節, 對管B772
• D998: BCE NPN 音頻功放開關 120V 10A 80W

三極管的使用

三極管偏置電壓

• 由于三極管BE結的非線性(相當于一個二極管), 基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產生(對于硅管常取0.7v), 當基極與發射極之間的電壓小于0.7v時, 基極電流就可以認為是0.
• 實際中要放大的信號往往遠比0.7v要小, 如果不加偏置的話, 這么小的信號就不足以引起基極電流的改變(因為小于0.7v時，基極電流都是0)
• 事先在三極管的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流, 上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻), 那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時, 小信號就會導致基極電流的變化, 而基極電流的變化, 就會被放大并在集電極上輸出
• 輸出信號范圍的要求, 如果沒有加偏置, 那么只有對那些正方向的電流信號放大, 而對反方向的電流信號無效, 因為沒有偏置時集電極電流為0，不能再減小了. 加上偏置讓集電極有一定的電流, 當輸入的基極電流變小時, 集電極電流就可以減小; 當輸入的基極電流增大時, 集電極電流就增大. 這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了.

附錄

• MPSA系列小信號三極管
  

參考

• 三極管偏置放大原理 http://www.360doc.com/content/17/1219/07/908538_714389670.shtml
• 三極管偏置放大原理 http://www.elecfans.com/analog/201909091068159.html
• 三極管固定式偏置電路 https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E6%9E%81%E7%AE%A1%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E5%BC%8F%E5%81%8F%E7%BD%AE%E7%94%B5%E8%B7%AF

總結

以上是生活随笔為你收集整理的三极管基础分类, 参数选择及常见型号对比的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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