三极管参数(三极管参数和功率计算)
三极管
三极管，全称应该是半导体三极管，又称双极晶体管、晶体管，是一种控制电流的半导体器件。它的作用是将微弱的信号放大成幅度较大的电信号，也用作无触点开关。晶体管是半导体的基本元件之一，具有电流放大的功能，是电子电路的核心元件。三极管 *** 在半导体衬底上，有两个pn结，它们彼此非常接近。两个pn结把整个半导体分成三部分，中间部分是基区，两边是发射极区和集电极区，以pnp和npn方式排列。
晶体管(以下简称三极管)按材质可分为锗管和硅管两种。而且每一种都有两种结构形式，npn和pnp，但是硅npn和锗pnp是最常用的三极管，(其中n在英语中是负的意思)。n型半导体在高纯硅中加入磷取代部分硅原子，在电压的 *** 下产生自由电子导电，而p表示正加入硼取代硅，产生大量空空穴导电。除了电源极性不同，它们的工作原理是一样的。
三极管的参数和功率计算
三极管的主要参数
一.电流放大系数
1.共发射极电流放大系数
(1)共发射极dc电流的放大系数
，表示三极管共发射极接入时，某一工作点的dc电流ic与ib之比。当icbo被忽视的时候。
(2)共发射极交流电流放大系数β表示三极管共发射极导通，uce不变时，集电极电流变化量δ ic与基极电流变化量δ ib之比，即
当管道的β值较大时，放大效果较差；当β值过大时，工作性能不稳定。所以一般选择β为30 ~ 80的管道。
2.共基极电流放大系数
共基极dc电流放大系数它表示三极管接在共基极时，在某一工作点ic与ie的比值。在忽略icbo的情况下
(2)共基极交流电流放大系数α，表示三极管接共基极，ucb不变时ic和ie变化的比值，即:
通常当icbo很小的时候，
有了贝塔，
α和α的差别很小，所以实际使用中经常不加区分的混用。
第二，极间反向电流
1.集电极-基极反向饱和电流icbo
icbo指的是发射极开路时的反向电流，在集电极和基极之间施加一定的反向电压。是少数载流子的漂移电流。在一定温度下，icbo是常数。随着温度的升高，icbo会增大，这是三极管工作不稳定的主要因素。在相同的环境温度下，硅管的icbo比锗管小得多。
2.穿透电流iceo
iceo指的是当基极开路并且在集电极和发射极之间施加一定的反向电压时的集电极电流。iceo和icbo的关系是:
iceo = icbo
icbo=(1 )
)icbo gs0125
这个电流好像是从集电极传到发射极的，所以叫做击穿电流。iceo和icbo一样，也是衡量三极管热稳定性的重要参数。
三。频率参数
频率是反映三极管电流放大能力与工作频率关系的参数，代表三极管的频率应用范围。
1.共发射极截止频率fβ
三极管的β值是频率的函数，在中频段β=βo几乎与频率无关，但随着频率的增加，β值减小。当β值下降到中频带β o1/时
倍，相应的频率称为共发射极截止频率，用fβ表示。
2.特征频率ft
当三极管的β值下降到β = 1时，对应的频率称为特征频率。在f β ~ ft范围内，β的值与f几乎成线性关系，f越高，β越小。当工作频率f > ft时，三极管失去放大能力。
四。极限参数
1.更大允许集电极耗散功率pcm
pcm是指三极管集电极结发热引起的晶体管参数变化不超过规定的允许值时，集电极耗散的更大功率。当实际功耗pc大于pcm时，不仅会改变管道的参数，甚至会烧坏管道。pcm可通过以下公式计算:
pcm =icuce gs0126
当管道的pcm已知时，可以利用上述公式在输出特性曲线上画出pcm曲线。
2.更大允许集电极电流icm
当ic较大时，β值逐渐减小。一般当β值下降到额定值的2/3(或1/2)时，对应的集电极电流ic>icm。当ic > icm时，β值已经降低到不切实际的水平，管道可能被烧坏。
3.反向击穿电压bvceo和bvceo
bvceo指基极开路时集电极和发射极之间的反向击穿电压。
bvcbo指发射极开路时集电极和基极之间的反向击穿电压。一般来说，同样的管道
bvceo(0.5~0.8)bvcbo .三极管的反向工作电压应小于击穿电压的(1/2 ~ 1/3)，以保证电子管的安全可靠工作。
三极管的三个极限参数pcm、icm、bvceo和上面提到的临界饱和线、截止线围成的区域，就是三极管安全工作的线性放大区。一般用于放大的三极管必须工作在这个区域。
三极管的功率计算
晶体管耗散功率，又称集电极更大允许耗散功率pcm，是指当晶体管参数变化不超过规定的允许值时，集电极的更大耗散功率。功耗与晶体管的更大允许结温和更大集电极电流密切相关。硅管的允许结温在150°c左右，锗管的允许结温在85°c左右，为了保证管的结温不超过允许值，产生的热量必须进行散热。晶体管在使用时，其实际功耗不能超过pcm值，否则会导致晶体管因过载而损坏。一般耗散功率pcm小于1w的晶体管称为低功率晶体管，pcm等于或大于1w且小于5w的晶体管称为中功率晶体管，pcm等于或大于5w的晶体管称为高功率晶体管。
在使用任何设备时，必须准确理解的定义(真实含义)不能顾名思义。pcm的物理意义是:赋予灯管耐热性。因为管的热损失主要集中在集热器上，所以特别规定。这里的pc是集热器损耗(功耗)的平均值。例如，在b推挽功率放大器中，单管在信号(360度)周期内的平均功耗。
pc = ic × vc是基本关系式，只给出所谓的瞬时功率。管道数据中给出的极限参数pcm是平均值。所以关键不是公式本身，而是管道的工作状态。对于小信号a类放大，仍然用这个关系式来计算，结论是它是偏置的量级积，类似于上面的关系式(pc = ic 0x vc 0)；但其他状态要具体分析。比如在开关状态下，管(饱和)导通时(所谓0状态)，电流很大，但电压很低；相反，在关断状态(逻辑1)，集电极电压相对较高，但电流很小，因此管上的功耗很低(两种状态下功耗的平均值)。必须注意，电流瞬时值和电压瞬时值的乘积(功率)的平均值不一定等于电流平均值和电压平均值的乘积。
选择三极管时应注意的参数性能
1.三极管的类型和材料
初学者首先要知道三极管的种类和材料。常用的三极管有两种:npn型和pnp型。因为这两类三极管工作时对电压极性的要求不同，不能互相替代。
三极管是由锗和硅制成的。两者更大的区别就是起始电压不同。锗pn结的导通电压约为0.2v，而硅pn结的导通电压为0.6 ~ 0.7 v，在放大电路中，一般可以用同类型的锗管代替同类型的硅管，也可以用同类型的硅管代替同类型的锗管，但由于两者的初始电压不同，需要调整基极偏置电压。但不同材料的三极管在脉冲电路和开关电路中是否可以互换，必须具体分析，不能盲目替换。
二、三极管的主要参数
选择三极管需要知道三极管的主要参数。更好手头有一本晶体管特性手册。三极管的参数有很多。根据实践经验，我认为知道三极管的四个极限参数:icm、bvceo、pcm、ft就可以满足95%以上的使用要求。
1.icm是集电极的更大允许电流。当三极管的集电极电流超过一定值时，其电流放大系数β会减小。为此，三极管的电流放大系数β在允许值内变化时的更大集电极电流称为icm。所以在使用中集电极电流ic超过icm时，三极管不会损坏，但β值会降低，影响电路的工作性能。
2.bvceo是三极管基极开路时集电极-发射极的反向击穿电压。如果在使用中集电极和发射极之间施加的电压超过这个值，就有可能导致三极管产生很大的集电极电流，这种现象称为击穿。三极管的击穿会造成永久性损坏或性能下降。
3.pcm是集电极的更大允许耗散功率。三极管工作时，集电极电流会在集电极结产生热量，导致三极管发热。如果消耗的功率太大，三极管就会烧坏。在使用中，如果三极管工作时间比pcm长，就会损坏。需要注意的是，大功率三极管给出的更大允许耗散功率是某一规格散热器的参数。在使用中一定要注意这一点。
4.特征频率英尺。随着工作频率的增加，三极管的放大能力会下降，β=1对应的频率ft称为三极管的特征频率。
三。一般低功耗三极管的选择
低功率三极管广泛应用于电子电路中。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选择三极管时，首先要搞清楚电子电路的工作频率是多少。比如中波射电振荡器的更高频率在2mhz左右；调频收音机的更高振荡频率约为120mhz。电视vhf频段更高振荡频率约为250mhzuhf频段更高振荡频率接近1000mhz左右。工程上一般要求三极管的ft应大于实际工作频率的3倍。所以可以根据这个要求来选择三极管的特征频率ft。由于硅高频三极管的ft一般不低于50mhz，在音频电子电路中使用这种三极管时，ft参数可以忽略。
小功率三极管bvceo的选择可以根据电路的电源电压来确定。一般只要三极管的bvceo大于电路中电源的更高电压即可。三极管的负载为感性负载时，如变压器、线圈等。，bvceo值要慎重选择，感性负载上的感应电压可能达到电源电压的2 ~ 8倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的bvceo不低于15v，所以在没有电感元件的低压电路中不需要考虑这个参数。
一般小功率三极管的icm在30 ~ 50ma之间，所以小信号电路一般可以忽略。但是驱动继电器和驱动大功率扬声器的管道需要仔细计算。当然，首先要知道继电器的吸合电流是多少毫安，这样才能确定三极管的icm。
当我们估算电路中三极管的工作电流(即集电极电流)，知道三极管集电极与发射极之间的电压时，就可以根据p = u× i计算出三极管集电极的更大允许耗散功率pcm，国内外生产的小功率三极管型号很多，有的参数相同，有的参数不同。只要你按照上面的分析使用条件，本着“大能量代替小能量”的原则(即bvceo高的三极管可以代替bvceo低的三极管；icm大的三极管可以代替icm小的三极管等。)，所以三极管可以应用自如。
四。大功率三极管的选择
对于大功率三极管，只要不是高频发射电路，我们就不用考虑三极管的特征频率ft。三极管的集电极-发射极反向击穿电压bvceo的极限参数与小功率三极管相同。更大允许集电极电流icm的选择主要是根据三极管的负载来计算的。三极管集电极的更大允许耗散功率pcm是大功率三极管的一个关键问题，需要注意的是大功率三极管必须有良好的散热器。即使是40-50瓦的大功率三极管，在没有散热器的情况下，也只能承受两三瓦的功耗。大功率三极管的选择也要有足够的余量。另外，在选择大功率三极管时，要考虑其安装条件，以决定选择塑料管还是金属管。如果你拿到一个三极管，找不到它的参数，可以根据它的形状来猜测它的参数。目前最常见的小功率三极管是to-92封装的塑料管，也有一部分是金属外壳封装的。它们的pcm一般在100-500 mw之间，更大值小于1 w..它们的icm一般在50 ~ 50 ~ 500ma之间，更大的小于1.5a，而其他参数很难判断。
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