晶体管的主要参数

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晶体管参数是用来表示晶体管性能和适用范围的。晶体管参数很多,例如对管子不同工作状态的表征,有直流参数和交流参数;对于接入电路的不同、工作频率的高低,有H参数、Y参数及Z参数等表示方式。因而在选用晶体管时,必须查阅晶体管手册,以便了解它的性能。

主要参数

1.I\(_{cbo}\)和Iceo:前已述及,反向饱和电流I\(_{cbo}\)是指发射极开路时,集电结加反向电压时的反向电流。它反映了集电结质量的好坏,是表示热稳定性的主要参数。穿透电流Iceo是指基极开路时,在c-e间加反向电压时的反向电流,它与I\(_{cbo}\)的关系是Iceo=(1+β)I\(_{cbo}\)。显然,Iceo大的管子,电流损耗大,热稳定性差。一般小功率锗管的I\(_{ceo}\)在几百微安以下,硅管在几微安以下。当然,Icbo和I\(_{ceo}\)都是越小越好。

2.β-和β:前文已提到过晶体管共发射极直流放大系数β-=\(\frac{I}{_{c}}\)Ib,在手册中常用h\(_{FE}\)表示;而共发射极交流放大系数β=ΔIc;ΔI\(_{b}\),在手册中则常表示为hfe。

由于晶体管制造工艺和原材料生产的离散性,晶体管的β值很难一致,即使同一型号的管子离散性亦较大,一般在20~200之间,因而制造厂常用红、黄、绿、蓝、白等五种色标,打印在管壳上,或用这种颜色的管壳,依次表示管子由低到高的不同β值。

β值可用晶体管特性图示仪或一些专用测量仪表测量。由于晶体管是个非线性器件,因而β值的测量与管子工作电流有关,在不同工作电流时测出的β值不同。为此,在手册中给出β值时,总要注明测试条件才行。还必须注意的是,β值测量一般在较低频率下进行,因而不能完全代表管子在高频时的放大能力,这就需要查阅管子的频率特性参数f\(_{β}\)、fT等。

3.f\(_{β}\)和fT:一般来说,随着工作频率升高,晶体管的放大能力是要降低的。因此,手册中还用f\(_{β}\)和fT两个参数来表示管子的频率特性好坏。

图1
图1 🔍原图 (570×361)

图1所示曲线表示β与频率f之间的关系,可以看出,随着频率的升高,β值开始不变化(曲线水平部分);当频率升高到一定数值后,β值就下降得很快(曲线的斜线部分)。图中β\(_{0}\)是低频时(例如在1KHz时)测得的管子电流放大系数,当β随频率升高而下降到0.707β0时,对应这点的频率叫共发射极电路的截止频率f\(_{β}\)。由图可见,当频率超过fβ时,β值下降速率更快,频率每增加一倍,β值下降一半(即按照6dB/倍频程的速率下降)。特征频率f\(_{T}\)是当β值降到1时的频率,它说明当工作频率超过fT时,共发射极电路将没有电流放大能力。f\(_{β}\)和fT的换算关系近似为f\(_{β}\)≈fTβ,知道了f\(_{T}\)就可换算出fβ,例如高频小功率管3DG4A的f\(_{T}\)≥200MHz,若测得其β=100,则fβ≥2MHz。

4.极限参数:应用管子还必须了解它能安全工作的界限,这就是手册中必须有的极限参数,例如管子工作时所允许加的最大电压、流过的最大电流和最大功率耗散等参数,使用中切忌超过这些参数,否则将损坏管子。

I\(_{CM}\)——集电极最大允许电流。当工作电流IC超过I\(_{CM}\)时,虽不致使管子立即烧坏,但特性将变坏,例如β值要降低。

BV\(_{ceo}\)——基极开路时,加到集电极与发射极间的最大允许反向电压。若工作电压Vce超过BV\(_{ceo}\)时,IC将急剧增大,管子由于击穿而损坏。

P\(_{CM}\)——集电极最大允许耗散功率。晶体管工作时,虽然IC<I\(_{CM}\),Vce<BV\(_{ceo}\),但若造成ICV\(_{ce}\)>PCM,管子仍将烧毁。因此,在使用中应根据P\(_{CM}\)值控制IC和V\(_{ce}\)。例如手册中给出NPN型硅管3DG4的PCM=300mW,若使用时V\(_{ce}\)=10V,就要控制IC不超过\(\frac{300mW}{10V}\)=30mA;反之,若I\(_{C}\)=20mA,就要求Vce<300mW;20mA=15V。如果从长期可靠工作角度来看,将管子用在半功率以下状态会更好些。(金文)