大家好,我是硬件微講堂。這是我的第34篇原創(chuàng)文章。
上周給出了三個(gè)錦囊,助力大家快速鎖定關(guān)鍵參數(shù)。
《選擇三極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)?(1)》(點(diǎn)擊鏈接,可直接訪問(wèn))
本期,就跟大家聊聊這幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù),加深下理解。為了保證單篇文章的可閱讀性,常規(guī)套路還是走一遍。
1、一道面試題
照例,先拋出來(lái)一道面試題:我們?cè)谶x擇三極管時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)?這道題,比較偏基礎(chǔ)應(yīng)用,考察應(yīng)屆生的基礎(chǔ)最合適不過(guò),所以面試中標(biāo)率很高。回答這個(gè)問(wèn)題,不需要花哨的邏輯和技巧,只需要把積累的知道倒出來(lái)即可。但是如果你能稍微拓展一下,可能會(huì)讓面試官眼前一亮。
2、最關(guān)鍵的兩個(gè)參數(shù)
我們隨機(jī)找到一份3904的Datasheet,根據(jù)前文第三個(gè)錦囊,可以看到“Features”和“Quick Reference Data”里面明確寫到Ic和Vceo。說(shuō)明這兩個(gè)參數(shù),是我們首先最應(yīng)該關(guān)注的參數(shù)。
Ic,上圖體現(xiàn)的是max值,有的規(guī)格書直接記作Icm,集電極最大允許電流。值得注意的是,當(dāng)工作電流ic超過(guò)Icm時(shí),并不是說(shuō)三極管就立即燒壞,而是β值將會(huì)減小。當(dāng)β值過(guò)小時(shí),放大能力就變得很差。
Vceo:基極開(kāi)路時(shí)集電極-發(fā)射極間的反向擊穿電壓。這個(gè)電壓值和三極管的穿透電流Iceo強(qiáng)相關(guān)。當(dāng)外部提供的Vce超過(guò)Vceo,使得Iceo明顯增大,會(huì)導(dǎo)致集電結(jié)出現(xiàn)雪崩擊穿的現(xiàn)象。
3、第三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)
第三個(gè)關(guān)鍵參數(shù),小伙伴肯定會(huì)說(shuō)是hfe(放大倍數(shù))。我認(rèn)為,還真不是。我們首先得保證三極管能穩(wěn)定工作,不損壞,然后再談放大倍數(shù)。所以,第三個(gè)參數(shù)應(yīng)該是和穩(wěn)定工作相關(guān)的。
Ptot,有的規(guī)格書記作Pd:power dissipation,耗散功率。在三極管內(nèi),兩個(gè)PN結(jié)上都會(huì)消耗功率,數(shù)值上可以簡(jiǎn)單計(jì)為:
Pd=Ic*Vce+Ib*Vbe
其中,由于Ib*Vbe很小,往往比Ic*Vce小很多,通常忽略不計(jì)。所以就有了Pd可以簡(jiǎn)單理解為Pcm:集電極最大允許耗散功率。
Pcm=Ic*Vce
當(dāng)三極管上的耗散功率超過(guò)Pcm,會(huì)伴隨有明顯發(fā)熱,三極管性能下降,甚至?xí)龎摹榱吮WC三極管能穩(wěn)定工作,就要求Pc(=ic*uce)不能超出Pcm。
4、安全工作區(qū)SOA
為什么說(shuō)這三個(gè)參數(shù)很關(guān)鍵呢?
這里有一個(gè)概念,估計(jì)很多小伙伴沒(méi)太在意,甚至壓根不知道。因?yàn)檫@三個(gè)參數(shù)共同構(gòu)成了三極管BJT的安全工作區(qū)SOA:Safe Operating Area。如下圖所示:
①集電極電流ic<Icm;
②集電極-發(fā)射極間的工作電壓vce<Vceo;
③集電極耗散功率<Pcm。
這三條曲線,共同圍成的一片區(qū)域即為BJT的安全工作區(qū)。
(圖片來(lái)自于“一只大老鐵”CSDN博客)
上面說(shuō)了那么多,也都是基于理論的分析,那真實(shí)的BJT SOA是啥樣的呢?
不夸張講,應(yīng)該有相當(dāng)一部分小伙伴沒(méi)見(jiàn)過(guò)實(shí)際的BJT安全工作區(qū)是怎樣的。
其實(shí),現(xiàn)在很多三極管規(guī)格書沒(méi)有SOA曲線,需要單獨(dú)索要才會(huì)提供。只有一些老牌的大廠還保留著給出SOA曲線的習(xí)慣。下圖為Onsemi的MMBT3904L的Datasheet截圖:
5、總 結(jié)
今天討論的內(nèi)容先到這里,簡(jiǎn)單總結(jié)下討論的內(nèi)容:
①前兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù):Icm,Vceo;
②第三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)及相應(yīng)的計(jì)算公式:Pcm;
③三極管的安全工作區(qū)SOA;
④三極管的實(shí)際SOA展示和解析。
怎么樣?一個(gè)簡(jiǎn)短的問(wèn)題,給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里,能否晉升到陸地神仙境,一劍開(kāi)天門,就看你的造化了!
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