深入浅出常用元器件系列——BJT

来源：电子产品世界　2021-12-30 14:23:46

现在IC技术日新月异，无论是拟电路还是数字电路都在高度集成化。十几年前由电视同收音机等设备里面那种密密麻麻的三极管放大电路已经不见踪影，三极管在电路里面的重要性也在逐渐降低，但做为IC电路的基本组成单元，掌握晶体管的相关知识，对电路的理解将会有相当大的不同。

一. 晶体管主要参数

晶体管主要参数我们在课本上都学习过，这里不多说。只是提醒几个容易忽略的问题。

1.发射结反向电压，

这是晶体管的一个极限参数，也就是说如果这个参数超额使用晶体管很容易损坏。在datasheet中这个参数用V(BR)EB。这个参数的是指，当集电极开路时，发射极-基极的反向击穿电压。在正常工作状态时，发射结是正偏的或截止的，不存在问题。然而在某些场合，例如工作开关状态时，由于寄生参数的影响，发射结上有可能出现较大的反向电压击穿晶体管。所以在设计电路时需要小心考虑这个参数。

如上图，高达600V的晶体管13003，其发射结反向耐压也只有9V。

2.集电极最大允许电流

这是晶体管另外一个极限参数，顾名思义，指晶体管集电极允许流过的最大电流。但这个参数一般只具有参考意义，并Ic小于Icm晶体管就一定可以正常工作，Ic大于Icm晶体管也不一定烧毁。当Ic过大时，电流放大系数( )会下降，当下降到一定值时的Ic值即为Icm，所以当工作电流大于Icm时，BJT不一定会烧坏。另外，Ic还受制于晶体管的允许最大功率(Pcm)，晶体管上损耗的功率不只跟工作电流Ic有关，还有晶体管的两个PN结压降有关，所以，晶体管工作电流Ic小于Icm时，也有可能会出现晶体管功率已经达到Pcm，晶体管可能会被烧毁。下图为晶体管能够正常工作的安全工作区，晶体管工作时不能超出此区间，否则会被烧坏。

3.电流放大系数

晶体管有两个电流放大系数，即交流放大系数和直流放大系数，显然两个含义不同(具体请查阅教材)，但是在一般情况下两者相差不大，可认为相等。BJT的datasheet中一般只给出直流放大系数。

由于制造工艺的问题，同一型号的BJT一般其电流放大系数为一个范围，如上表中，在Ic=0.1mA,Vce=1.0V工作条件下，这款BJT的直流放大系数为40~300范围内，所以在进行电路设计需要考虑这方面的影响。

二. 晶体管放大电路

晶体管放大电路是模拟电子电路里面的重点教学内容，这里只是贴出三种不同接法的示意图和输出特性曲线，供大家回忆。

三. 晶体管开关电路

由于教材里面更多的介绍晶体管放大电路，晶体管开关电路相关内容较少，以至于很多同学在接触到晶体管开关电路时，无所适从。

下图表示了从共射极放大电路到晶体管开关电路的演变过程。

(a)图为一般的共射级放大电路，为了获得直流增益，去掉输入输出耦全电容，得到图(b)。进一步为了提高放大倍数，去掉发射极电阻Re,变为图(c)。这样一来，也就没有必要加基极偏置电压，当输入信号为0V时，晶体管截止，所以集电极也没有必要流过无用空载电流，因此去掉偏置用电阻R1构成图(d)。为确保没有输入信号时，晶体管可靠截止，需要保留电阻R2。但是如果(d)图中电路输入信号超过0.7V时，晶体管基极-发射极间的二极管将导通，需要增加一个限流电阻R3，即构成典型的晶体管开关电路图(e)。

需要注意的是，在晶体管开关电路中，要保证晶体管工作在饱和状态和截止状态两种工作状态，设计依据为Ib*hfe>=Ic。前面提到过，由于晶体管制造工艺的问题，晶体管的直流放大系数hfe一般是一个范围，而非确定的数值，所以在进行电路设计时需要以直流放大系数的最小值进行设计并留有一定裕量。

标签：数字电路晶体管 BJT 放大电路

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