对于不少工程师朋友,电子设计过程都有选择合适的三极管的经历,三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区。如果仅仅是选作开关管用,应该都会重点关注三极管的CE击穿电压和集电极电流能力,除次之外,其他参数关注的比较少。就连三极管的放大倍数hfe也不是很重要。 比如这份BC546的NPN三极管,当集电极的工作电压是60V,规格书的VCEO是65V,那应该是满足要求的。肯定,这样选型是满足要求的。如果当集电极的工作电压是70V,这颗BC546是否还可以适用的,估计不少朋友就决定Vce>VCEO,应该就不能用了。其实不是这样的,这中间是有一个误解。VCEO的意思是:CEO中的O是open的意思,表示在基级开路的时候,允许加载在CE两端的最大电压=65V。 但是实际电路应用中,必须下图的LED控制电路。基级是有控制信号,要么高电平要么通过R2接地,不存在基级开路的情形。 所以对于上图的原理图,根据VCEO电压选择三极管,得到的结果是不准确的。 对于三极管,有几种电压表示。上文规格书提到的是一种VCEO,在基级开路的情况下得到的。 如果基级通过一个电阻接GND的情况下测量,CE之间击穿那么参数就是VCER,这个时候VCER>VCEO。 如果基级和集电极短路的时候,CE之间击穿参数就是VCES,此时VCES>VCER>VCEO。有些场合会把三极管当二极管使用,此时考虑CE的耐压等级就是VCES 最后就是基级反偏的时候,CE之间击穿参数VCEX,VCEX>VCES>VCER>VCEO。这种电路的应用场景比较少,但是也是CE耐压等级最高的场合。 规格书另一个参数,是VCBO,表示发射极开路的场合,集电极和基级击穿电压的参数。由于BJT工作时,集电结常常处于反偏状态。反向击穿主要是漏电流引起的。集电极-基极漏电流Icbo经过β倍放大后成为集电极-发射极漏电流Iceo,故Iceo=βIcbo。所以这个VCBO是规格书最大的参数。 规格书中的VEBO一般也关注的比较少,主要是因为VEBO是控制信号,基本都是MCU控制,发生过压的规律很小。重点就是要记住加基级电阻,否则5V的MCU信号也有可能损坏三极管。 但是在规格书中VCEX,VCES,VCER是看不到的,我尝试问过三极管厂商的FAE,他们认为VCEO是最小值,电路设计只要选择的电压低于VCEO,那三极管的应用肯定是安全的,所以其他参数也就没有必要提供。如果客户一定需要更加详细的参数,他们可以向公司的AE申请资料。所以在实际的电路设计中,选择器件的参数,是要根据电路的设计条件来决定,不能一概而论。虽然依据当前的资料可以设计安全可靠的产品,但是能更深层次的理解这些参数的背后意义,设计产品可以更加得心应手。
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