細說貼片三極管

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　　細說晶體管（細說貼片三極管）
" [% V! h. e! r" ^/ ~　　晶體管（transistor）是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩(wěn)壓、信號調制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關，基于輸入的電壓，控制流出的電流，因此晶體管可做為電流的開關，和一般機械開關（如Relay、switch）不同處在于晶體管是利用電訊號來控制，而且開關速度可以非常之快，在實驗室中的切換速度可達100GHz以上。
3 B4 Z5 Y+ r% N: Z, X" P　　貼片三極管，是內部含有兩個PN結，外部通常為三個引出電極的半導體器件。它對電信號有放大和開關等作用，應用十分廣泛。輸入級和輸出級都采用晶體管的邏輯電路，叫做晶體管－晶體管邏輯電路，書刊和實用中都簡稱為TTL電路，它屬于半導體集成電路的一種，其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上，封裝成一個獨立的元件。半導體貼片三極管是電路中應用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”（舊文字符號為“Q”、“GB”等）表示。
) ?9 r, ~+ C$ y0 P$ g, S6 G　　貼片三極管主要分為兩大類：雙極性晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。晶體管有三個極；雙極性晶體管的三個極，分別由N型跟P型組成發(fā)射極（Emitter）、基極 (Base) 和集電極（Collector）；場效應晶體管的三個極，分別是源極 （Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。晶體管因為有三種極性，所以也有三種的使用方式，分別是發(fā)射極接地（又稱共射放大、CE組態(tài)）、基極接地、集電極接地。最常用的用途應該是屬于訊號放大這一方面，其次是阻抗匹配、訊號轉換……等，晶體管在電路中是個很重要的組件，許多精密的組件主要都是由晶體管制成的。
* c/ S% k/ W2 \" }3 r' S4 m　　貼片三極管的導通 貼片三極管處于放大狀態(tài)還是開關狀態(tài)要看給貼片三極管基極加的直流偏置，隨這個電流變化，貼片三極管工作狀態(tài)由截止-線性區(qū)-飽和狀態(tài)變化而變， 如果貼片三極管Ib（直流偏置點）一定時，貼片三極管工作在線性區(qū)，此時Ic電流的變化只隨著Ib的交流信號變化，Ib繼續(xù)升高，貼片三極管進入飽和狀態(tài)，此時貼片三極管的Ic不再變化，貼片三極管將工作在開關狀態(tài)。
　　貼片三極管為開關管使用時工作在飽和狀態(tài)1，用放大狀態(tài)1表示不是很科學。
　　如何理解貼片三極管的工作狀態(tài)，貼片三極管be結和ce結導通貼片三極管才能正常工作。
　　如果貼片三極管沒有加直流偏置時，放大電路時輸入的交流正弦信號正半周時，基極對發(fā)射極而言是正的，由于發(fā)射結加的是反向電壓，此時沒有基極電流和集電極電流，此時集電極電流變化與基極反相，在輸入電壓的負半周，發(fā)射極電位對于基極電位為正的，此時由于發(fā)射極加的是正向電壓，才有基極和集電極電流通過，此時集電極電流變化與基極同相， 在貼片三極管沒有加直流偏置時貼片三極管be結和ce結導通，貼片三極管放大電路將只有半個波輸出將產生嚴重的失真。
6 F9 q& f, A: U8 |' m6 e　　晶體管被認為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一，在重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等發(fā)明相提并論。晶體管實際上是所有現(xiàn)代電器的關鍵活動（acTIve）元件。晶體管在當今社會的重要性，主要是因為晶體管可以使用高度自動化的過程，進行大規(guī)模生產的能力，因而可以不可思議地達到極低的單位成本。
　　雖然數(shù)以百萬計的單體晶體管還在使用，但是絕大多數(shù)的晶體管是和電阻、電容一起被裝配在微芯片（芯片）上以制造完整的電路。模擬的或數(shù)字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設計和開發(fā)一個復雜芯片的成本是相當高的，但是當分攤到通常百萬個生產單位上，每個芯片的價格就是最小的。一個邏輯門包含20個晶體管，而2005年一個高級的微處理器使用的晶體管數(shù)量達2.89億個。
　　晶體管的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件，例如數(shù)字計算。在控制電器和機械方面，晶體管電路也正在取代電機設備，因為它通常是更便宜、更有效地，僅僅使用標準集成電路并編寫計算機程序來完成同樣的機械任務，使用電子控制，而不是設計一個等效的機械控制。
& M; r  Q. z4 t+ B( ~: ]　　因為晶體管的低成本和后來的電子計算機、數(shù)字化信息的浪潮來到了。由于計算機提供快速的查找、分類和處理數(shù)字信息的能力，在信息數(shù)字化方面投入了越來越多的精力。今天的許多媒體是通過電子形式發(fā)布的，最終通過計算機轉化和呈現(xiàn)為模擬形式。受到數(shù)字化革命影響的領域包括電視、廣播和報紙。
　　【晶體管分類】
  N/ l& k* V7 e( m2 x0 s, N　　按半導體材料和極性分類
　　按晶體管使用的半導體材料可分為硅材料晶體管和鍺材料晶體管。按晶體管的極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。
　　按結構及制造工藝分類
　　晶體管按其結構及制造工藝可分為擴散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。
　　按電流容量分類
( {1 ^$ E) F  K% D! B! V　　晶體管按電流容量可分為小功率晶體管、中功率晶體管和大功率晶體管。
　　按工作頻率分類
# W9 Z' P: X. U; N　　晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等。
5 A- `0 i" r/ h3 C2 E  b　　按封裝結構分類
1 o' D, v6 [* Y+ k( [　　晶體管按封裝結構可分為金屬封裝（簡稱金封）晶體管、塑料封裝（簡稱塑封）晶體管、玻璃殼封裝（簡稱玻封）晶體管、表面封裝（片狀）晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。
* O4 r' Z8 i# H8 Y　　按功能和用途分類
　　晶體管按功能和用途可分為低噪聲放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開關晶體管、達林頓晶體管、高反壓晶體管、帶阻晶體管、帶阻尼晶體管、微波晶體管、光敏晶體管和磁敏晶體管等多種類型。
  V/ q8 {- a- ]5 d& r　　【晶體管出現(xiàn)的意義】
9 @* E# P/ v' Y) U/ v7 j* s　　晶體管的出現(xiàn)，是電子技術之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩。
　　同電子管相比，晶體管具有諸多優(yōu)越性：
/ [! J# K1 L) B　�、倬�體管的構件是沒有消耗的。無論多么優(yōu)良的電子管，都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由于技術上的原因，晶體管制作之初也存在同樣的問題。隨著材料制作上的進步以及多方面的改善，晶體管的壽命一般比電子管長100到1000倍，稱得起永久性器件的美名。
2 C4 u2 J( _6 [2 z　�、诰�體管消耗電能極少，僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子。一臺晶體管收音機只要幾節(jié)干電池就可以半年一年地聽下去，這對電子管收音機來說，是難以做到的。
　　③晶體管不需預熱，一開機就工作。例如，晶體管收音機一開就響，晶體管電視機一開就很快出現(xiàn)畫面。電子管設備就做不到這一點。開機后，非得等一會兒才聽得到聲音，看得到畫面。顯然，在軍事、測量、記錄等方面，晶體管是非常有優(yōu)勢的。
2 s; M1 D& r& s　�、芫�體管結實可靠，比電子管可靠100倍，耐沖擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。另外，晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一，放熱很少，可用于設計小型、復雜、可靠的電路。晶體管的制造工藝雖然精密，但工序簡便，有利于提高元器件的安裝密度。
　　正因為晶體管的性能如此優(yōu)越，晶體管誕生之后，便被廣泛地應用于工農業(yè)生產、國防建設以及人們日常生活中。1953年，首批電池式的晶體管收音機一投放市場，就受到人們的熱烈歡迎，人們爭相購買這種收音機。接著，各廠家之間又展開了制造短波晶體管的競賽。此后不久，不需要交流電源的袖珍“晶體管收音機”開始在世界各地出售，又引起了一個新的消費熱潮。
　　由于硅晶體管適合高溫工作，可以抵抗大氣影響，在電子工業(yè)領域是最受歡迎的產品之一。從1967年以來，電子測量裝置或者電視攝像機如果不是“晶體管化”的，那么就別想賣出去一件。輕便收發(fā)機，甚至車載的大型發(fā)射機也都晶體管化了。
　　另外，晶體管還特別適合用作開關。它也是第二代計算機的基本元件。人們還常常用硅晶體管制造紅外探測器。就連可將太陽能轉變?yōu)殡娔艿碾姵亍�—太陽能電池也都能用晶體管制造。這種電池是遨游于太空的人造衛(wèi)星的必不可少的電源。晶體管這種小型簡便的半導體元件還為縫紉機、電鉆和熒光燈開拓了電子控制的途徑。
( s' E: D- {8 a. A' |: w  R　　從1950年至1960年的十年間，世界主要工業(yè)國家投入了巨額資金，用于研究、開發(fā)與生產晶體管和半導體器件。例如，純凈的鍺或硅半導體，導電性能很差，但加入少量其它元素（稱為雜質）后，導電性能會提高許多。但是要想把定量雜質正確地熔入鍺或硅中，必須在一定的溫度下，通過加熱等方法才能實現(xiàn)。而一旦溫度高于攝氏75度，晶體管就開始失效。為了攻克這一技術難關，美國政府在工業(yè)界投資數(shù)百萬美元，以開展這項新技術的研制工作。在這樣雄厚的財政資助下，沒過多久，人們便掌握了這種高熔點材料的提純、熔煉和擴散的技術。特別是晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的威力日益顯露出來以后，為爭奪電子領域的優(yōu)勢地位，世界各國展開了激烈的競爭。為實現(xiàn)電子設備的小型化，人們不惜成本，紛紛給電子工業(yè)以巨大的財政資助。
. e7 u6 _9 Q" V8 J% H9 K2 z　　自從1904年弗萊明發(fā)明真空二極管，1906年德福雷斯特發(fā)明真空貼片三極管以來，電子學作為一門新興學科迅速發(fā)展起來。但是電子學真正突飛猛進的進步，還應該是從晶體管發(fā)明以后開始的。尤其是PN結型晶體管的出現(xiàn)，開辟了電子器件的新紀元，引起了一場電子技術的革命。在短短十余年的時間里，新興的晶體管工業(yè)以不可戰(zhàn)勝的雄心和年輕人那樣無所顧忌的氣勢，迅速取代了電子管工業(yè)通過多年奮斗才取得的地位，一躍成為電子技術領域的排頭兵。
　　【晶體管的作用】
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　　現(xiàn)在的功率晶體管能控制數(shù)百千瓦的功率，使用功率晶體管作為開關有很多優(yōu)點，主要是；(1)容易關斷，所需要的輔助元器件少，
% |/ i8 M- I' j% c+ H" A$ [　　(2)開關迅速，能在很高的頻率下工作，
  c% d: u/ m: F0 v/ X8 ^　　(3)可得到的器件耐壓范圍從100V到700V，應有盡有．幾年前，晶體管的開關能力還小于10kW。目前，它已能控制高達數(shù)百千瓦的功率。這主要歸功于物理學家、技術人員和電路設計人員的共同努力，改進了功率晶體管的性能。如(1)開關晶體管有效芯片面積的增加，
　　(2)技術上的簡化，
　　(3)晶體管的復合——達林頓，
　　(4)用于大功率開關的基極驅動技術的進步。 、（二）直接工作在整流380V市電上的晶體管功率開關晶體管復合(達林頓)和并聯(lián)都是有效地增加晶體管開關能力的方法。
% o  ^# z$ l+ c2 S　　在這樣的大功率電路中，存在的主要問題是布線。很高的開關速度能在很短的連接線上產生相當高的干擾電壓。
　�。ㄈ�）簡單和優(yōu)化的基極驅動造就的高性能
2 h+ M' _% K  ^/ p9 {- x+ ]　　今日的基極驅動電路不僅驅動功率晶體管，還保護功率晶體管，稱之為“非集中保護” (和集中保護對照)。集成驅動電路的功能包括：
! a2 I9 ?+ x6 w1 P$ O　　(1)開通和關斷功率開關；
　　(2)監(jiān)控輔助電源電壓；
( K1 w2 t3 V( M' b# t% c　　(3)限制最大和最小脈沖寬度；
* o, K/ j( `1 v0 a  g6 y　　(4)熱保護；
6 d, g. W* A& n9 \5 `* N　　(5)監(jiān)控開關的飽和壓降。
- r+ D4 K  {3 B  Z5 O　　品牌：ST MICROELECTRONICS SEMI
* O9 o) Y7 T  }- }! }( ?: Q7 |# {4 D　　型號：BAT54JFILM http://www.dzsc.com/ic-detail/9_2590.html
3 o: d/ P7 L6 I, r" o　　應用范圍：振蕩
　　材料：其他
　　封裝形式：sop dip
% ~1 h/ b' x6 n) e　　二極管類型：肖特基
- J5 I& {$ k$ v2 e6 X　　Voltage-DCReverse(Vr)(Max)：40V
' P) f# P9 X. `; w　　電流-平均整流（Io）：300mA（DC）
: c/ z: G8 G5 O$ w　　不同If時的電壓-正向（Vf）：900mV @ 100mA
) Z' ?( U( {+ M; y7 F+ u　　速度：快速恢復 =< 500 ns，> 200mA（Io）
8 @6 r% |% [" A! J8 h　　反向恢復時間（trr）：5ns
　　不同 Vr時的電流-反向漏電流：1?A @ 30V
　　不同 Vr，F(xiàn)時的電容：10pF @ 1V，1MHz
　　安裝類型：表面貼裝
# L9 `( {5 R! [' j8 U　　封裝/外殼：SOD-323
5 G0 H1 L, w; ]8 q7 Q　　工作溫度-結：-40°C ~ 150°C




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