晶体管交直流参数对电路设计的影响
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:469
在交流工作状态下,晶体管的交流工作状态很重要,比如输出功率(pl)、交流增益(gp)、效率(η)、特征频率(ft)、极间电容(cce和cbe)等。
对交流参数,我们一般查看晶体管的输出功率、交流增益和特征频率就可以了。特征频率决定晶体管是否满足电路工作频率要求,交流增益和输出功率决定了电路的放大级数和输入功率。在交流放大电路中,同种类型的晶体管,我们更愿意选用基极到地阻抗小的器件,因为同样的输入功率、产生同样的输出功率,输入阻抗越小,晶体管工作越稳定。 在某些情况下,直流参数和交流参数是不能分开的。如我们常说的击穿电压vebo和vceo。一般情况下,击穿电压vebo指标大于等于4v。当晶体管处于完全导通状态,晶体管基极和发射极之间的电压最大不会超过0.7v(硅晶体管),也就
晶体管的增益有直流放大倍数(hfe)和交流增益(gp)两种。一般情况下,直流放大倍数越大,电路直流工作的电流就越大,一般根据电路实际需要选择不同的直流放大倍数。而交流增益和直流放大倍数之间没有任何关系,交流增益一般只给出范围,如≥12db,而没有给出具体的最大增益,同时晶体管手册只给出最大工作频率,不会给出工作频率范围内的频响。交流增益不会因为直流放大倍数的改变而变化(很小的变化可以忽略),有些晶体管直流的增益变大时交流增益反而变小。
对于晶体管的直流放大倍数,可以通过简单的测试方法便可得到,但对于交流增益,必须通过专门的电路进行测试才能知道。一般的晶体管手册中,给出交流增益的同时,会给出交流增益测试电路图。根据功率的不同,晶体管的增益范围不同,同种功率的晶体管,增益范围越窄,晶体管芯片制作的工艺一致性越好;晶体管在工作频带内交流增益变化越小,晶体管的交流参数越稳定,晶体管的一致性越好,电路的互换性越好。
通过晶体管的输出特征曲线图,不仅可以计算出晶体管的直流放大倍数,同时也可以测出晶体管的饱和压降vces,这也是一个非常重要的参数。我们对许多大功率晶体管测试时发现,好的晶体管vces仍小于等于1v,但差的晶体管vces远远大于1v,有的竟然在2.5v~3v之间(见左图)。
通过对比我们发现好的晶体管曲线分布均匀,曲线之间相互平行,基极的电流稳定后集电极电流基本不变,饱和压降vces小(见左图中红线对应的vce电压,小于等于1v);而差的晶体管曲线分布不均匀,曲线之间相互不平行,基极电流稳定后集电极电流变化很大,饱和压降vces(大约2.8v)。根据实际应用得知,曲线分布不均匀、vces大的晶体管线性差、功耗大、输出指标不好。应用这种晶体管进行设计,电路是很难达到高指标的。
在交流工作状态下,晶体管的交流工作状态很重要,比如输出功率(pl)、交流增益(gp)、效率(η)、特征频率(ft)、极间电容(cce和cbe)等。
对交流参数,我们一般查看晶体管的输出功率、交流增益和特征频率就可以了。特征频率决定晶体管是否满足电路工作频率要求,交流增益和输出功率决定了电路的放大级数和输入功率。在交流放大电路中,同种类型的晶体管,我们更愿意选用基极到地阻抗小的器件,因为同样的输入功率、产生同样的输出功率,输入阻抗越小,晶体管工作越稳定。 在某些情况下,直流参数和交流参数是不能分开的。如我们常说的击穿电压vebo和vceo。一般情况下,击穿电压vebo指标大于等于4v。当晶体管处于完全导通状态,晶体管基极和发射极之间的电压最大不会超过0.7v(硅晶体管),也就
晶体管的增益有直流放大倍数(hfe)和交流增益(gp)两种。一般情况下,直流放大倍数越大,电路直流工作的电流就越大,一般根据电路实际需要选择不同的直流放大倍数。而交流增益和直流放大倍数之间没有任何关系,交流增益一般只给出范围,如≥12db,而没有给出具体的最大增益,同时晶体管手册只给出最大工作频率,不会给出工作频率范围内的频响。交流增益不会因为直流放大倍数的改变而变化(很小的变化可以忽略),有些晶体管直流的增益变大时交流增益反而变小。
对于晶体管的直流放大倍数,可以通过简单的测试方法便可得到,但对于交流增益,必须通过专门的电路进行测试才能知道。一般的晶体管手册中,给出交流增益的同时,会给出交流增益测试电路图。根据功率的不同,晶体管的增益范围不同,同种功率的晶体管,增益范围越窄,晶体管芯片制作的工艺一致性越好;晶体管在工作频带内交流增益变化越小,晶体管的交流参数越稳定,晶体管的一致性越好,电路的互换性越好。
通过晶体管的输出特征曲线图,不仅可以计算出晶体管的直流放大倍数,同时也可以测出晶体管的饱和压降vces,这也是一个非常重要的参数。我们对许多大功率晶体管测试时发现,好的晶体管vces仍小于等于1v,但差的晶体管vces远远大于1v,有的竟然在2.5v~3v之间(见左图)。
通过对比我们发现好的晶体管曲线分布均匀,曲线之间相互平行,基极的电流稳定后集电极电流基本不变,饱和压降vces小(见左图中红线对应的vce电压,小于等于1v);而差的晶体管曲线分布不均匀,曲线之间相互不平行,基极电流稳定后集电极电流变化很大,饱和压降vces(大约2.8v)。根据实际应用得知,曲线分布不均匀、vces大的晶体管线性差、功耗大、输出指标不好。应用这种晶体管进行设计,电路是很难达到高指标的。
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