三极管基础

具体原理就不说了， N类型和P型是由硅和锗混合不同元素造成的电子过剩或缺乏，从而产生内部电势， 这里说的是如何帮助记忆.

半导体类型

• P型半导体, p-type Semiconductor, p-type 这个名字代表的是 the positive charge of a hole, 知道这个很容易记住。
• N型半导体, n-type Semiconductor, n-type 这个名字来自 the negative charge of the electron

三极管类型

• PNP型三极管: 结构两端为P型， N型三极管三极管， 三极管中间是电子过剩N型， 因此，电子工作在放大状态下向外工作， 相应的电流方向是从两端到中间， 因此，电路图中的标记是箭头朝里， 通过这个就很容易记忆了
• NPN型三极管: 结构两端为N型， 中间是P型三极管， 三极管中间空穴， 两端电子过剩， 因此，电子在放大状态下工作， 对应的电流朝外， 因此，电路图中的标记是箭头朝外

三极管的主要参数

了解三极管的四个极限参数：Icm, Bvceo, Pcm及fT可满足95%以上的使用需求

• Icm 它是集电极的最大允许电流。当三极管工作时，当其集电极电流超过一定值时，其电流放大系数β它将下降。因此，规定三级电流放大系数β当变化不超过允许值时，集电极的最大电流称为Icm。因此，当集电极电流在使用中时Ic超过Icm三级管不会损坏，但会造成损坏β降低值，影响电路的工作性能；
• Bvceo 当三级管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。如果在使用过程中加载集电极和发射极之间的电压超过此值，则称为击穿，三极管可能会产生较大的集电电流。三极管击穿后，会造成永久性损坏或性能下降；
• Pcm 它是集电极最大的允许耗散功率。三极管工作时，集电极电流集电会在集电结上产生热量，使三极管发热。如果耗散功率过大，三极管会烧坏。如果三极管在使用中大于Pcm长时间工作会损坏三极管。需要注意的是，大功率三极管给出的最大允许耗散功率是加入一定规格散热器时的参数。使用时一定要注意这一点。
• 特征频率 fT 随着工作频率的增加，三极管的放大能力会下降，对应β=1时的频率fT特征频率称为三极管

小功率三极管广泛应用于电子电路中。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选择三极管时，首先要搞清楚电子电路的工作频率。例如，中波收音机振荡器的最高频率为2MHz左右；调频收音机冲击频率约为120MHz左右；在电视机里 VHF频段最高振荡率为250MHz左右：UHF频段最高振荡率接近1000MHz.因此，工程设计一般要求三极管fT实际工作频率大于3倍。因此，三极管的特征频率可以根据这一要求进行选择fT。由于硅材料高频三极管fT一般不低于50KHz，因此，不考虑在音频电子电路中使用这种管道fT这个参数。

小功率三极管Bvceo选择可以根据电路的电源电压来决定，一般只要三极管Bvceo大于电路中电源的最高电压。当三极管负载为感性负载时，如变压器、线圈等Bvceo应仔细选择值。感性负载上的感应电压可达到电源电压的2-3倍（如节能灯中的升压三极管）。一般来说，小功率三极管Bvceo都不低于15V，因此，这个参数不需要考虑在无电感元件的低压电路中。

一般小功率三极管Icm在30-50mA之间，一般不能考虑小信号电路。但是，驱动继电器和驱动大功率扬声器的管道应仔细计算。当然，首先要知道继电器的吸合电流是多少毫安，一次确定三极管Icm

当我们估计电路中三极管的工作电流（即集电极电流）时，我们可以根据三极管集电到发射极后的电压P = U * I计算三极管集电极的最大允许耗散功率Pcm。

国内外生产的小功率三极管型号很多，有的参数相同，有的不同。只要你遵循上述分析的使用条件，遵循大能代小的原则(即 Bvceo 可替代高三极管Bvceo低三极管： Icm可替代大型三极管Icm小三极管等)， 可自由应用三极管。

对于大功率三极管，只要不是高频发射电路，就不必考虑三极管的特征频率fT。三极管的集电极-发射极反向击穿电压 Bvceo 这个极限参数的考虑与小功率三极管相同。集电极最大允许电流 Icm 选择主要根据三极管带来的负载计算。三极管的集电极最大允许耗散功率 Pcm 这是大功率三极管的关键考虑因素。需要注意的是，大功率三极管必须有良好的散热器和安装条件。

选择三极管

选择三极管主要参数

选择三极管的主要参数一般是指特征频率， 选择噪声和输出功率

• 特征频率fT的选择, 在电子电路的设计和制造中，对于高频放大、中频放大、振荡器等电路中的三极管，应选择极间电容较小的三极管，并应使其具有特殊频率 Fr 3.工作频率 - 10倍。如果制作无线麦克风，应选择600多个特征频率MHz9018三极管等。
• β值(Hfe)的选择, 选择三极管时，一般希望β值选大一点，但也不是越大越好。β值过大，容易引起自激振荡(自生干扰信号)β高值管工作不稳定，受温度影响较大。通常，硅管β锗管值40-150β40-80值选合适。对于整个电子产品的电路，也应从各级合作中选择β值。例如，在音频放大电路中，如果前级值较低，则可以使用后级β低值管道。相反，如果前管β如果值低，则后级使用β值高的。对称电路，如未极乙类推挽功率放大电路和双稳态、无稳态等开关电路，需要选择两个β值和Iceo尽量使用相同的三极管，否则会出现信号失真。
• 选择噪声和输出功率。制造低频放大器时，主要考虑三极管的噪声和输出功率。穿透电流应选择 Iceo 因为 Iceo 对放大器的温度稳定性越小越好。在低放电路中，如果采用小功率互补推拉管，其耗散功率应小于或等于1W，最大极电极电流应小于或等于1.5A,最高反向电压为50-300V.

型号选择

三极管的类型应根据电路的实际需要进行选择，即三极管在电路中的作用应与所选三极管的功能一致。

三极管种类繁多，分类方法也不同，一般按半导体导电特性分为NPN型与PNP两类型；根据其在电路中的作用，分为放大管和开关管。电路中各种三极管的作用如下：

• 低频小功率三极管一般处于小信号状态，主要用于各种电子设备的低频放大，输出功率小于1W功率放大器；
• 工作频率大于3MHz、功率小于1W的高频率振荡及放大电路；
• 低频大功率三极管主要用于特征频率Fr在3MHz功率大于1W低频功率放大电路也可用作大电流输出稳压电源的调节管，有时用于低速大功率开关电路；
• 高频大功率三极管主要用于特征频率Fr大于3MHz、功率小于1W的高频振荡及放大电路；
• 低频大功率三极管主要用于特征频率Fr在3MHz功率大于1W低频功率放大电路也可用作大电流输出稳压电源的调节管，有时用于低速大功率开关电路；
• 高频大功率三极管主要应用于特征频率Fr大于3MHz、功率大于1W在电路中，可用于低频功率放大或开关稳压电路。

常见的三极管型号有901X, 2SC945/2SA733、2SC1815/2SA1015\2N5401/2N551\S8550和8050三极管等型号，选用时应根据应用电路的具体要求而定。后功率放大电路中使用的互补推拉对管应选用大电流、大功率、低噪声晶体管，耗散功率为100-200W。常用的大功率互补管SC2922/2SA1216\2SC3280/2SA1301\2SC3281/2SA1302\2N3055/MJ2955等型号。

三极管常用场景

• 9011: NPN Ic = 30mA, 50V, 0.4W, 370MHZ
• 9012: PNP, 低频放大 50V 0.5A 0.625W 对管 9013
• 9013: NPN, Ic = 500mA, fT = 150 ~ ? ~ ? MHz, 中功率, 低频, 中功率放大可以促进普通音频输出
• 9014: NPN, Ic = 100mA, fT = 150 ~ ? ~ ? MHz, 0.4W小功率, 低频, 低噪放大 对管 9015
• 9015: PNP 低噪放大 50V 0.1A 0.4W 150MHZ 对管 9014
• 9018: NPN, Ic = 50mA, fT = ? ~ 620 ~ 1100 MHz, 0.4W 小功率, 高频, 低噪音的小电流
• 8050: NPN, Ic = 1000~1500mA, fT = ?, 高频放大, 慢一点， 1W中功率管, 小功率放大电路中配管, 小电子产品, 高频电路和电话中常见 对管 8550
• 8550: PNP, Ic = 1000~1500mA, fT = ?, 高频放大, 速度慢一些, 1W中功率管, 对管 8050
• 2N2222/2N2219: NPN, 40V, 500-800mA, 250MHz, 0.5W, 一般用途高频小功率放大或开关管, 对管2N2907/2N2907A. 相似型号为2N2219, 2N2219A, 2N2219AL,2N2222AUB, SD2222A, SD2222AF, SQ2222A,SQ2222AF, 2N5582, 2N6989, 2N6990. general purpose low-power amplifying or switching applications. It is designed for low to medium current, low power, medium voltage, and can operate at moderately high speeds
• 2N2907/2N2905/2N2906: PNP, 开关管, 60V 600mA 0.6W, 200MHz, 对管2N2222, 相似型号为 2N2905, 2N2905A, 2N2905AL, 2N2907, 2N2907A,2N2907AUB, SD2907A, SD2907AF, SQ2907A,SQ2907AF, 2N3486, 2N3486A, 2N6987, 2N6989
• 2N3055: NPN, 功率放大, 100V, 15A 115W 对管 MJ2955
• 2N3440: NPN 视放 开关 450V 1A 1W 15MHZ 对管 2N6609
• 2N3773 NPN 音频功放开关 160V 16A 50W
• 2N3904: NPN 通用 60V 0.2A
• 2N3906: PNP, Ic = 200mA, fT = ? ~ 300 ~ ? MHz, 小功率管, 速度比较快, 延时特别少, 最大通过的电流是在200mA, It is a 200 mA, 40 V, 625 mW transistor with a transition frequency of 300 MHz,[4] with a minimal beta, or current gain, of 100 at a collector current of 10 mA. It is used in a variety of analog amplification and switching applications. The 2N3904 is used very frequently in hobby electronics projects, including home-made ham radios, code-practice oscillators and as an interfacing device for microcontrollers.
• 2N5551: NPN, Ic = 600mA, fT = 100 ~ 300 ~ ? MHz, VCEO=160V, 0.625W, 高反压三极管, 主要用途是1)做高压开关管, 2)做中功率功放, 3)做视频放大器 对管 2N5401
• 2N5401: PNP 视频放大 160V 0.6A 0.625W 100MHZ 对管 2N5551
• 2N5685: NPN 音频功放开关 60V 50A 300W
• 2N6277: NPN 功放 开关 180V 50A 250W
• 2N6678: NPN 音频功放开关 650V 15A 175W 15MHZ
• 2N6718: NPN 音频功放开关 100V 2A 2W
• BC184: NPN, VCEO=30V, Ic = 500mA, ICBO=<15nA, 通用小信号放大
• BC550: NPN, VCEO=45V, Ic = 100mA, ICBO=<15nA, 通用小信号放大
• BC560: PNP, VCEO=-45V, Ic = -100mA, ICBO=<15nA, 通用小信号放大
• MMBTA63, LMBTA63, SMBTA63: PNP, Darlington, Ic = -500mA, fT = 125 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=-30V, hFE=5k~10k
• MPSA64, MMBTA64, LMBTA64, SMBTA64: PNP, Darlington, VCEO=-30V, Ic = -100mA, hFE=10k~20k,
• MPSA14, KSP14: NPN, Darlington, Ic在0.1~100mA之间hFE为1万至4万, 80mA处达到最大.hFE随温度上升明显升高, 低噪音微小信号放大
• KSP13: NPN, Darlington, Ic = 500mA, fT = 125 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=30V, hFE=5k~10k
• MPSA18: NPN, ICBO=<15nA, 低噪音微小信号放大
• MPSA92: PNP, VCEO=-300V, Ic = -30mA, 0.625W, 高压小信号, 功放, 电话视频放大 对管 MPSA42
• MPSA42: NPN, VCEO=300V, Ic = 30mA, 高压小信号, 电话视频放大, 功放 对管 MPSA92
• MPS2222A: NPN 高频放大 75V 0.6A 0.625W 300MHZ
• FMMT734: PNP, Darlington, Ic = -800mA, fT = 140 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=-100V, hFE=20k~60k, 高负压高电流大放大倍数达林顿管, 室温下Ic在1~100mA间能保持7.5万的hFE. hFE随温度上升明显升高
• FMMT634: NPN, Darlington
• 3DA87A: NPN 视频放大 100V 0.1A 1W
• 3DG6B: NPN 通用 20V 0.02A 0.1W 150MHZ
• 3DG6C: NPN 通用 25V 0.02A 0.1W 250MHZ
• 3DG6D: NPN 通用 30V 0.02A 0.1W 150MHZ
• 3DK2B: NPN 开关 30V 0.03A 0.2W
• 3DD15D: NPN 电源开关 300V 5A 50W
• 3DD102C: NPN 电源开关 300V 5A 50W
• D633/2SD633/2SD634/2SD635: NPN 音频功放开关 600-100V 7A 40W 达林顿
• B772/2SD772: PNP 音频功放开关 40V 3A 10W, 40-100MHz, 对管 B882/D882
• D880: NPN 3A 60V 30-40W, 3MHz, 高速开关电路,充电器,应急灯,电动玩具电路等
• D882/2SD882: NPN 中功率管, 40V 3A 10W, 50MHz, 用于音频功率放大, 小电流电压调节, 对管B772
• D998: BCE NPN 音频功放开关 120V 10A 80W

三极管的使用

三极管偏置电压

• 由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管), 基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管常取0.7v), 当基极与发射极之间的电压小于0.7v时, 基极电流就可以认为是0.
• 实际中要放大的信号往往远比0.7v要小, 如果不加偏置的话, 这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7v时，基极电流都是0)
• 事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流, 上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻), 那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时, 小信号就会导致基极电流的变化, 而基极电流的变化, 就会被放大并在集电极上输出
• 输出信号范围的要求, 如果没有加偏置, 那么只有对那些正方向的电流信号放大, 而对反方向的电流信号无效, 因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了. 加上偏置让集电极有一定的电流, 当输入的基极电流变小时, 集电极电流就可以减小; 当输入的基极电流增大时, 集电极电流就增大. 这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了.

附录

• MPSA系列小信号三极管

参考

• 三极管偏置放大原理 http://www.360doc.com/content/17/1219/07/908538_714389670.shtml
• 三极管偏置放大原理 http://www.elecfans.com/analog/201909091068159.html
• 三极管固定式偏置电路 https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E6%9E%81%E7%AE%A1%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E5%BC%8F%E5%81%8F%E7%BD%AE%E7%94%B5%E8%B7%AF