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論壇 > 模擬數(shù)字電子技術
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樓主 ID:3721 只看他
2015-1-5 00:50
寫在前面:一個三極管經(jīng)常犯暈現(xiàn)在整理一下,三極管雖然只有寥寥三個引腳,但由于其品種多,各型號的管腳排序不同,設計電路時經(jīng)常出錯。那么畫圖時應該注意些什么呢?
一、.注意原理圖管腳序號與名稱的對應關系
        protel 99SE的miscillanious device.lib庫給出的通用NPN和PNP三極管,其管腳名稱和序號的對應關系為:NPN: b1,c2,e3;PNP:b1,c3,e2 。注意它們的區(qū)別。
                             
二、.注意實物管腳序號與名稱的對應關系
       1、NPN 三極管 9013 其TOP VIEW 的管腳名稱自左至右是:e、b、c,為了與原理圖一致,畫PCB封裝時其管腳序號自左至右應該為3、1、2;
       2、NPN 三極管 3DA87,其top view自突出標志始,逆時針看管腳名稱分別為:e、b、c,為了與原理圖一致,畫PCB封裝時,其管腳序號按同樣的方法應為:3、1、2;
       3、NPN型三極管8050,其TO-92A封裝的top view的管腳名稱自左至右是e、b、c,為了與原理圖一致,畫PCB封裝時其管腳序號自左至右應該為3、1、2;其SOT-23貼片封裝top view左上、左下、右分別為b、c、e,故該封裝左上、左下、右各管腳排序應該是1、2、3。
       4、PNP 三極管 A1013,其top view的管腳名稱自左至右是e、c、b,為了與原理圖一致,畫PCB封裝時其管腳序號自左至右應該為2、3、1;
      5、 s9014,s9013,s9015,s9012,s9018系列的晶體小功率三極管,把顯示文字平面朝自己,從左向右依次為e發(fā)射極 b基極 c集電極;對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己,三個引腳朝下放置,則從左到右依次為e b c,s8050,8550,C2078 也是和這個一樣的。用下面這個引腳圖(管腳圖)表示:


  三極管引腳圖 1:e    2:b   3:c

三、三極管管腳判斷
        當前,國內(nèi)各種晶體三極管有很多種,管腳的排列也不相同,在使用中不確定管腳排列的三極管,必須進行測量確定各管腳正確的位置(下面有用萬用表測量三極管的三個極的方法),或查找晶體管使用手冊,明確三極管的特性及相應的技術參數(shù)和資料。非9014,9013系列三極管管腳識別方法:
  (a) 判定基極。用萬用表R×100或R×1k擋測量管子三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某一電極,而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時,則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時,要注意萬用表表筆的極性,如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時,測得的阻值都較小,則可判定被測管子為PNP型三極管;如果黑表筆接的是基極b,紅表筆分別接觸其他兩極時,測得的阻值較小,則被測三極管為NPN型管如9013,9014,9018。
  (b) 判定三極管集電極c和發(fā)射極e。(以PNP型三極管為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋,紅表筆基極b,用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時,所測得的兩個電阻值會是一個大一些,一個小一些。在阻值小的一次測量中,黑表筆所接管腳為集電極;在阻值較大的一次測量中,黑表筆所接管腳為發(fā)射極。

四、三極管好壞判斷
  在實際應用中、小功率三極管多直接焊接在印刷電路板上,由于元件的安裝密度大,拆卸比較麻煩,所以在檢測時常常通過用萬用表直流電壓擋,去測量被測管子各引腳的電壓值,來推斷其工作是否正常,進而判斷三極管的好壞。
  如是象9013 ,9014一樣NPN的用萬用表檢測他們的引腳,黑表筆接一個極,用紅筆分別接其它兩極,兩個極都有5K阻值時,黑表筆所接就是B極。這時用黑紅兩表筆分別接其它兩極,用舌尖同時添(其實也可以先用舌頭添濕一下手指然后用手指去摸,反正都不衛(wèi)生)黑表筆所接那個極和B極,表指示阻值小的那個黑表所接就是C極。(以上所說為用指針表所測,數(shù)字表為紅筆數(shù)字萬用表內(nèi)部的正負級是和指正表相反的。)

五、主要參數(shù)
  9011,9012,9013,9014,8050,8550三極管的主要參數(shù)數(shù)據(jù)
  9011 NPN 30V 30mA 400mW 150MHz 放大倍數(shù)20-80
  9012 PNP 50V 500mA 600mW 低頻管 放大倍數(shù)30-90
  9013 NPN 20V 625mA 500mW 低頻管 放大倍數(shù)40-110
  9014 NPN 45V 100mA 450mW 150MHz 放大倍數(shù)20-90
  8050 NPN 25V 700mA 200mW 150MHz 放大倍數(shù)30-100
  8550 PNP 40V 1500mA 1000mW 200MHz 放大倍數(shù)40-140。
       詳如下描述:
  90系列三極管參數(shù)
  90系列三極管大多是以90字為開頭的,但也有以ST90、C或A90、S90、SS90、UTC90開頭的,它們的特性及管腳排列都是一樣的。

  9011 結構:NPN
  集電極-發(fā)射極電壓 30V
  集電極-基電壓 50V
  射極-基極電壓 5V
  集電極電流0.03A
  耗散功率 0.4W
  結溫150℃
  特怔頻率 平均 370MHZ
  放大倍數(shù):D28-45 E39-60 F54-80 G72-108 H97-146 I132-198

  9012 結構:PNP
  集電極-發(fā)射極電壓 -30V
  集電極-基電壓 -40V
  射極-基極電壓 -5V
  集電極電流0.5A
  耗散功率 0.625W
  結溫150℃
  特怔頻率 最小 150MHZ
  放大倍數(shù):D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300

  9013 結構:NPN
  集電極-發(fā)射極電壓 25V
  集電極-基電壓 45V
  射極-基極電壓 5V
  集電極電流0.5A
  耗散功率 0.625W
  結溫150℃
  特怔頻率 最小 150MHZ
  放大倍數(shù):D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300

  9014 結構:NPN
  集電極-發(fā)射極電壓 45V
  集電極-基電壓 50V
  射極-基極電壓 5V
  集電極電流0.1A
  耗散功率 0.4W
  結溫150℃
  特怔頻率 最小 150MHZ
  放大倍數(shù):A60-150 B100-300 C200-600 D400-1000

  9015 結構:PNP
  集電極-發(fā)射極電壓 -45V
  集電極-基電壓 -50V
  射極-基極電壓 -5V
  集電極電流0.1A
  耗散功率 0.45W
  結溫150℃
  特怔頻率 平均 300MHZ
  放大倍數(shù):A60-150 B100-300 C200-600 D400-1000

  9016 結構:NPN
  集電極-發(fā)射極電壓 20V
  集電極-基電壓 30V
  射極-基極電壓 5V
  集電極電流0.025A
  耗散功率 0.4W
  結溫150℃
  特怔頻率 平均 620MHZ
  放大倍數(shù):D28-45 E39-60 F54-80 G72-108 H97-146 I132-198

  9018 結構:NPN
  集電極-發(fā)射極電壓 15V
  集電極-基電壓 30V
  射極-基極電壓 5V
  集電極電流0.05A
  耗散功率 0.4W
  結溫150℃
  特怔頻率 平均 620MHZ
  放大倍數(shù):D28-45 E39-60 F54-80 G72-108 H97-146 I132-198

  三極管8550
  8550是一種常用的普通三極管。
  它是一種低電壓,大電流,小信號的PNP型硅三極管
  集電極-基極電壓Vcbo:-40V
  工作溫度:-55℃ to +150℃
  和8050(NPN)相對。
  主要用途:
  開關應用
  射頻放大

  三極管8050
  8050是常用的NPN小功率三級管,下面是的8050引腳圖參數(shù)資料。
  8050三級管參數(shù):類型:開關型; 極性:NPN;材料:硅;最大集存器電流(A):0.5 A; 直流電增益:10 to 60; 功耗:625 mW;  最大集存器發(fā)射電(VCEO):25;頻率:150 KHz
  PE8050 硅 NPN 30V 1.5A 1.1W
  3DG8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K
  2SC8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K
  MC8050 硅 NPN 25V 700mA 200mW 150MHz
  CS8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K

  8050和8550三極管在電路應用中經(jīng)常作為對管來使用,當然很多時候也作為單管應用。8050 為硅材料NPN型三極管;8550 為硅材料PNP型三極管。
  8050S 8550S S8050 S8550 參數(shù):
  耗散功率0.625W(貼片:0.3W)
  集電極電流0.5A
  集電極--基極電壓40V
  集電極--發(fā)射極擊穿電壓25V
  特征頻率fT 最小150MHZ 典型值產(chǎn)家的目錄沒給出
  按三極管后綴號分為 B C D檔 貼片為 L H檔
  放大倍數(shù)B85-160 C120-200 D160-300 L100-200 H200-350
  C8050 C8550 參數(shù):
  耗散功率1W
  集電極電流1.5A
  集電極--基極電壓40V
  集電極--發(fā)射極擊穿電壓25V
  特征頻率fT 最小100MHZ 典型190MHZ
  放大倍數(shù):按三極管后綴號分為 B C D檔
  放大倍數(shù)B:85-160 C:120-200 D:160-300
  8050SS 8550SS 參數(shù):
  耗散功率: 1W(TA=25℃) 2W(TC=25℃)
  集電極電流1.5A
  集電極--基極電壓40V
  集電極--發(fā)射極擊穿電壓25V
  特征頻率fT 最小100MHZ
  放大倍數(shù):按三極管后綴號分為 B C D D3 共4檔
  放大倍數(shù) B:85-160 C:120-200 D:160-300 D3:300-400
  引腳排列有EBC ECB兩種
  SS8050 SS8550 參數(shù):
  耗散功率:1W(TA=25℃) 2W(TC=25℃)
  集電極電流1.5A
  集電極--基極電壓40V
  集電極--發(fā)射極擊穿電壓25V
  特征頻率fT 最小100MHZ
  放大倍數(shù):按三極管后綴號分為 B C D 共3檔
  放大倍數(shù) B:85-160 C:120-200 D:160-300
  引腳排列多為EBC
  UTC的 S8050 S8550 引腳排列有EBC
  8050S 8550S 引腳排列有ECB
  這種管子很少見
  參數(shù):
  耗散功率1W
  集電極電流0.7A
  集電極--基極電壓30V
  集電極--發(fā)射極擊穿電壓20V
  特征頻率fT 最小100MHZ 典型產(chǎn)家的目錄沒給出
  放大倍數(shù):按三極管后綴號分為C D E檔
  C:120-200 D:160-300 E:280-400
  NEC的8050
  最大集電極電流(A):0.5 A;
  直流電增益:10 to 60;
  功耗:625 mW;
  最大集電極-發(fā)射極電壓(VCEO):25;
  頻率:150 MHz 。
  其它的8050
  PE8050 硅 NPN 30V 1.5A 1.1W
  MC8050 硅 NPN 25V 700mA 200mW 150MHz
  CS8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K
  3DG8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K
  2SC8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K。
六、值得注意的是,在代換相應的8050或8550三極管時,除了型號匹配,放大倍數(shù)也是很重要的參數(shù)。
        三極管的基本結構是兩個反向連結的pn接面,如圖1所示,可有pnp和npn 兩種組合。三個接出來的端點依序稱為發(fā)射極(emitter, E)、基極(base, B)和集電極(collector, C),名稱來源和它們在三極管操作時的功能有關。圖中也顯示出 npn與pnp三極管的電路符號,發(fā)射極特別被標出,箭號所指的極為n型半導體, 和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時,兩個pn接面都會形成耗盡區(qū),將中 性的p型區(qū)和n型區(qū)隔開。   
        三極管的電特性和兩個pn接面的偏壓有關,工作區(qū)間也依偏壓方式來分類,這里 我們先討論最常用的所謂”正向活性區(qū)”(forward active),在此區(qū)EB極間的pn接 面維持在正向偏壓,而BC極間的pn接面則在反向偏壓,通常用作放大器的三極管 都以此方式偏壓。圖2(a)為一pnp三極管在此偏壓區(qū)的示意圖。 EB接面的空乏 區(qū)由于在正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射極的電洞會注入到基極,基 極的電子也會注入到射極;而BC接面的耗盡區(qū)則會變寬,載體看到的位障變大, 故本身是不導通的。圖2(b)畫的是沒外加偏壓,和偏壓在正向活性區(qū)兩種情形 下,電洞和電子的電位能的分布圖。 三極管和兩個反向相接的pn二極管有什么差別呢?其間最大的不同部分就在 于三極管的兩個接面相當接近。以上述之偏壓在正向活性區(qū)之pnp三極管為例, 射極的電洞注入基極的n型中性區(qū),馬上被多數(shù)載體電子包圍遮蔽,然后朝集電極 方向擴散,同時也被電子復合。當沒有被復合的電洞到達BC接面的耗盡區(qū)時, 會被此區(qū)內(nèi)的電場加速掃入集電極,電洞在集電極中為多數(shù)載體,很快藉由漂移電流 到達連結外部的歐姆接點,形成集電極電流IC。 IC的大小和BC間反向偏壓的大小 關系不大?;鶚O外部僅需提供與注入電洞復合部分的電子流IBrec,與由基極注入 射極的電子流InB E(這部分是三極管作用不需要的部分)。 InB E在射極與與電 洞復合,即InB E=IErec。pnp三極管在正向活性區(qū)時主要的電流種類可以清楚地 在圖3(a)中看出。   
        射極注入基極的電洞流大小是由EB接面間的正向偏壓大小來控制,和二極體的情形類似,在啟動電壓附近,微小的偏壓變化,即可造成很大的注入電流變化。更精確的說,三極管是利用VEB(或VBE)的變化來控制IC,而且提供之IB遠比IC小。npn三極管的操作原理和pnp三極管是一樣的,只是偏壓方向,電流方 向均相反,電子和電洞的角色互易。pnp三極管是利用VEB控制由射極經(jīng)基極,入射到集電極的電洞,而npn三極管則是利用VBE控制由射極經(jīng)基極、入射到集電極的電子三極管在數(shù)字電路中的用途其實就是開關,利用電信號使三極管在正向活性區(qū)(或飽和區(qū))與截止區(qū)間切換,就開關而言,對應開與關的狀態(tài),就數(shù)字電路而言則代表0與1(或1與0)兩個二進位數(shù)字。若三極管一直維持偏壓在正向活性區(qū),在射極與基極間微小的電信號(可以是電壓或電流)變化,會造成射極與集電極間電流相對上很大的變化,故可用作信號放大器。下面在介紹完三極管的電流電壓特性后,會再仔細討論三極管的用途。
編輯本段三極管的工作原理
         三極管是一種控制元件,主要用來控制電流的大小,以共發(fā)射極接法為例(信號從基極輸入,從集電極輸出,發(fā)射極接地),當基極電壓UB有一個微小的變化時,基極電流IB也會隨之有一小的變化,受基極電流IB的控制,集電極電流IC會有一個很大的變化,基極電流IB越大,集電極電流IC也越大,反之,基極電流越小,集電極電流也越小,即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多,這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。),三極管的放大倍數(shù)β一般在幾十到幾百倍。 三極管在放大信號時,首先要進入導通狀態(tài),即要先建立合適的靜態(tài)工作點,也叫 建立偏置 ,否則會放大失真。 在三極管的集電極與電源之間接一個電阻,可將電流放大轉換成電壓放大:當基極電壓UB升高時,IB變大,IC也變大,IC 在集電極電阻RC的壓降也越大,所以三極管集電極電壓UC會降低,且UB越高,UC就越低,ΔUC=ΔUB。僅供參考,請參考有關書籍。
編輯本段三極管放大電路
         三極管工作狀態(tài)有三種,放大、飽和、截止,其中又以放大狀態(tài)最為復雜,主要用于小信號的放大領域,常用的三極管放大電路形式有:共發(fā)射極放大電路,共集電極放大電路,共基極放大電路三種,其中共集電路用于電流放大(功率放大),共基電路用于高頻放大,共射電路用于低頻放大。   三極管放大電路包含靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)兩大類,靜態(tài)參數(shù)又稱靜態(tài)工作點,是保證三極管正常工作的基礎,意義是在輸入條件為零時,晶體管的基極電流Ib,集電極電流Ic,be極之間的電壓Ubc,管壓降Uceq。當有輸入信號時,晶體管呈現(xiàn)的輸入電阻Ri,輸出電阻Ro,電壓增益Au等參數(shù)被稱為動態(tài)參數(shù)。另外還有一類參數(shù)被稱為放大電路頻率特性參數(shù),主要包括放大電路的低頻端截止頻率,高頻端截止頻率,通頻帶,增益平坦度,幅(度)頻(率)特性曲線等。



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