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晶体管反向电流与击穿电压的实用意义


    晶体管集电极反向电流是晶体管的一个直流参数,它是合理地使用晶体管保证电路良好工作所要考虑的一个参数。晶体管击穿电压是晶体管的一个极限参数,它是表征使用晶体管不宜超过的限度,超过这个限度就有可能使晶体管损坏。下面谈几点关于这些参数的实用意义。
    ①晶体管反向饱和电流ICBo是表征晶体管质量好坏的一个参数。良好的管子ICBO应该很小。小功率锗管ICBo为μA级,硅管为nA级,温度一定时它为一定值,但它随温度变化有很大变化,所以在高温或温度变化范围很大的工作环境中应选用硅管。
  ②晶体管穿透电流ICEO过大容易出现失控现象。我们知道,晶体管Ic是受IB控制的,在理想情况下,IB=0,Ic应为0,实际上却不是0,而是IcEO,而IcEo=(1+β)IcB0。  图l一103所示是一个利用继电器制作的温度控制计,在基极回路中串一只水银温度计,当温度升高,水银上升到B点时,A、B两点通过水银接通,产生基极电流,从而使继电器动作,实现温度控制。而当温度降低,A、B间不导通后,则基极开路,这时厶便为穿透电流ICEO。如果ICEo太大,继电器有可能吸住不放,这便是失控。为此要么换一只穿透电流小的管子,要么在基极发射极间接一适当的电阻R(如图1.103所示),使集电极反向电流由IcEO变为ICER。由于ICER比ICEO小得多,因而能克服失控的毛病。在大功率稳压电源调整管部分或大功率OTL电路输出管部分,一般都采用晶体管复合连接,为了减小复合管总的穿透电流,往往在复合管的第二个管子基极与发射极问接一个电阻R,如图1-104所示。
  ③晶体管击穿电压是管子的极限参数之一,它是我们设计电路选择电源电压大小的一个依据。比如由于BVCBo>BVcEo,这说明共基电路的电源电压可以比共发电路的电源电压高。  在共发电路中,尽管BVCER>BVcE0,而且在实际电路中基极一般也不会开路,但从安全观点出发,还是以BVcEo作为极限参数为好。当然,如果能明显地看出可以不以BVcEo为极限,那么也可按实际电路来考虑。如变压器耦合的乙类推挽电路如图1—105所示,因为基极与发射极只是接输入变压器的次级绕组,又由于两管轮流导通,而不导通的管子基、射间相当于短路,因此管子的集射间电压可以按BVcEs来考虑,电源电压就可以选得高些,以便充分发挥管子的功能,输出功率也可大些。
    ④晶体管手册中给出的击穿电压都是在特定的测试条件下给出的,因此使用时要注意这个问题。比如BVCEo通常是在常温(25℃)下的值,但在高温时要低得多,因为高温下反向电流要增加很多,导致击穿电压降低。手册中常给出BVcEO随温度变化的曲线,图1—106所示是3AD30A的曲线。显然,高温时BVCEo大大下降,因此在高温情况下运用时,需要特别考虑这个问题。又如BVCER值也是指具体接多大电阻条件下的值,手册中给出3AD30A的BVcER值为50V,是在R=15欧姆的条件下测得的。R为其他值时也可用手册中给出的曲线查。
    ⑤由前面分析可知,晶体管在击穿以前其反向电流是基本不变的,一旦击穿就急剧上升,此击穿称为硬击穿。但是由于制造工艺上的问题,也有的管子在击穿之前,反向电流就缓慢上升,而且击穿时变化也不十分急剧,此击穿称为软击穿。为此在测试时规定超过某电流值即为击穿。如手册中给出的3DG4A管BVCEo>40V,其条件是.tc=50μA,而3DD4E低频大功率管BVCEo为80V,其条件是IC=10mA。
    ⑥最后需要指出的是,前面分析的几种击穿电压中以BVCEO为最低。因此,如果在接有电源电压的实际电路中,晶体管的基极引线断开或虚焊,管子就有可能损坏。为此在安装或焊接晶体管时,最好先断开电源,尤其不要在电源接通的情况下断开基极引线。如果必须在加上电源后连接晶体管则应先接通基极,次接发射极,最后接集电极;拆下时按相反的次序进行。在晶体管手册中的使用说明部分也提到这点就是这个原因。我们常见小功率晶体管三个电极的引线,在出厂时往往把集电极引出线故意剪短一些,这不仅是为了识别电极的需要,主要还是因为在测试晶体管时(插入管座时)保证集电极最后接入。

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