開關(guān)三極管

簡(jiǎn)介
    開關(guān)三極管的外形與普通三極管外形相同，它工作于截止區(qū)和飽和區(qū)，相當(dāng)于電路的切斷和導(dǎo)通。由于它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應(yīng)用于各種開關(guān)電路中，如常用的開關(guān)電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路及輸出電路等。
開關(guān)三極管的基本電路圖

    負(fù)載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間，而位居三極管主電流的回路上，輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟(open) 與閉合(closed) 動(dòng)作，當(dāng)三極管呈開啟狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電流便被阻斷，反之，當(dāng)三極管呈閉合狀態(tài)時(shí)，電流便可以流通。詳細(xì)的說(shuō)，當(dāng)Vin為低電壓時(shí)，由于基極沒有電流，因此集電極亦無(wú)電流，致使連接于集電極端的負(fù)載亦沒有電流，而相當(dāng)于開關(guān)的開啟，此時(shí)三極管乃勝作于截止(cut off)區(qū)。 　　同理，當(dāng)Vin為高電壓時(shí)，由于有基極電流流動(dòng)，因此使集電極流過(guò)更大的放大電流，因此負(fù)載回路便被導(dǎo)通，而相當(dāng)于開關(guān)的閉合，此時(shí)三極管乃工作于飽和區(qū)(saturation)。
開關(guān)三極管的工作原理
截止?fàn)顟B(tài)：
　　當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，即為三極管的截止?fàn)顟B(tài)。開關(guān)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于反向偏置。
飽和導(dǎo)通狀態(tài)：
　　當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并且當(dāng)基極的電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不再怎么變化，此時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，即為三極管的導(dǎo)通狀態(tài)。開關(guān)三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于正向偏置。而處于放大狀態(tài)的三極管的特征是發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測(cè)試發(fā)射結(jié)，集電結(jié)的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關(guān)三極管正是基于三極管的開關(guān)特性來(lái)工作的。
開關(guān)三極管的特點(diǎn)及應(yīng)用
開關(guān)三極管具有壽命長(zhǎng)、**可靠、沒有機(jī)械磨損、開關(guān)速度快、體積小等特點(diǎn)。開關(guān)三極管可以用很小的電流，控制大電流的通斷，有較廣泛的應(yīng)用。小功率開關(guān)管可以用在電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路等；大功率管可用于彩色電視機(jī)、通信設(shè)備的開關(guān)電源；也可用于低頻功率放大電路、電流調(diào)整等；高反壓大功率開關(guān)管可用于彩色電視機(jī)行輸出管。
開關(guān)三極管的參數(shù)
選用三極管需要了解三極管的主要參數(shù)。若手中有一本晶體管特性手冊(cè)*好。三極管的參數(shù)很多，其中必須了解的四個(gè)極限參數(shù)：ICM、BVCEO、PCM、fT、TON TOFF 等，可滿足95%以上的使用需要。
1. ICM是集電極*大允許電流。三極管工作時(shí)當(dāng)它的集電極電流超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，它的電流放大系數(shù)β將下降。為此規(guī)定三極管的電流放大系數(shù)β變化不超過(guò)允許值時(shí)的集電
    極*大電流稱為ICM。所以在使用中當(dāng)集電極電流IC超過(guò)ICM時(shí)不至于損壞三極管，但會(huì)使β值減小，影響電路的工作性能。
2. BVCEO是三極管基極開路時(shí)，集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓。如果在使用中加在集電極與發(fā)射極之間的電壓超過(guò)這個(gè)數(shù)值時(shí)，將可能使三極管產(chǎn)生很大的集電極電流，這 
    種現(xiàn)象叫擊穿。三極管擊穿后會(huì)造成長(zhǎng)久性損壞或性能下降。
3. PCM是集電極*大允許耗散功率。三極管在工作時(shí)，集電極電流在集電結(jié)上會(huì)產(chǎn)生熱量而使三極管發(fā)熱。若耗散功率過(guò)大，三極管將燒壞。在使用中如果三極管在大于
    PCM下長(zhǎng)時(shí)間工作，將會(huì)損壞三極管。需要注意的是大功率三極管給出的*大允許耗散功率都是在加有一定規(guī)格散熱器情況下的參數(shù)。使用中一定要注意這一點(diǎn)。
4. 特征頻率fT。隨著工作頻率的升高，三極管的放大能力將會(huì)下降，對(duì)應(yīng)于β=1時(shí)的頻率fT叫作三極管的特征頻率。
5.開通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間是衡量開關(guān)管響應(yīng)速度的一個(gè)重要參數(shù)。