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贴片三极管基础知识解析

已有 31 次阅读 2019-06-17 15:58

贴片三极管基本作用是放大，它可以把微弱的电信号放大到一定强度，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。

作用及要求

三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是贴片三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关，以及配合其它电子元件还可以构成振荡器等。

在代换时，必须了解清楚原管子（或要求的管子）的性能（是通用三极管、是开关三极管等）、结构（如达林顿管、带阻贴片三极管、组合贴片三极管）或有特殊要求（如高反压、低噪声等）及—些主要参数然后从手册（或公司数据手册）找同一性能、功能、结构及参数相似的进行试验或代换，另外，要注意的是工作频率（是MF段、HF段、VHF段或UHF段等）。选用的要满足工作频率的要求。

质量检测方案

（a）测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1K挡，按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中，发射结和集电结的正向电阻值比较低，其他四种接法测得的电阻值都很高，约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻，硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。

（b）贴片三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快，ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大将直接影响管子工作的稳定性，所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。

通过用万用表电阻直接测量三极管e-c极之间的电阻方法，可间接估计ICEO的大小，具体方法如下：

万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1K挡，对于PNP管，黑表管接e极，红表笔接c极，对于NPN型三极管，黑表笔接c极，红表笔接e极。要求测得的电阻越大越好。e-c间的阻值越大，说明管子的ICEO越小；反之，所测阻值越小，说明被测管的ICEO越大。一般说来，中、小功率硅管、锗材料低频管，其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上，如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动，则表明ICEO很大，管子的性能不稳定。

开关电路

三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结，集电结均处于正向偏置。而处于放大状态的三极管的特征是发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。这也是可以使用电压表测试发射结，集电结的电压值判定三极管工作状况的原理。开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。

开关三极管的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并且当基极的电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，即为三极管的导通状态。负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上，输入电压Vin则控制三极管开关的开启（open）与闭合（closed）动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。

分类

按极性划分为两种：一种是NPN型三极管，是目前最常用的一种，另一种是PNP型三极管。按材料分为两种：一种是硅三极管，目前是最常用的一种，另一种是锗三极管，以前这种三极管用的多。三极按工作频率划分为两种：一种是低频三极管，主要用于工作频率比较低的地方；另一种是高频三极管，主要用于工作频率比较高的地方。按功率分为三种：一种是小功率三极管，它的输出功率小些；一种是中功率三极管，它的输出功率大些；另一种是大功率三极管，它的输出功率可以很大，主要用于大功率输出场合。按用途分为：放大管和开关管。

用途

贴片三极管和插件三极管是一样的，只不过是封装不同而已。贴片更小，省空间和免去人工插件。插件一般是TO-92封装，而贴片一般是SOT-23封装。

两者在放大参数上基本是一样的。

从功能上讲，无论贴片还是插件三级管用途相同：

1.信号放大（工作在放大区）

2. 开关（工作在饱和和截止区）

贴片三极管识别与使用

贴片式三极管可分为双极型三极管及场效应管，一般称为片状三极管及片状场效应管。贴片式三极管是由传统引线式三极管发展过来的，管芯相同、仅封装不同，并且大部分沿用引线式的原型号。

随着便携式电子产品的发展，开发出很多新型片状三极管。例如，过去采用TO-220封装的功率MOSFET，由于减小了导通电阻（几毫欧～几十毫欧），并采用新型散热良好的结构，现在可用D-PAK封装、SOT-89封装或SO-8封装。为增加安装密度，进一步减小印制板尺寸，开发出了带阻三极管、组合三极管。近年来，通信系统的频率越来越高，又开发出不少通信专用三极管，如砷化镓微波三极管及功放管等。

本文主要介绍片状三极管的基本知识、片状带阻三极管、片状组合三极管（复合三极管）、通用片状场效应管及应用指南。

有关通信用的一些专用三极管将在另文发表。常用的片状三极管及场效应管的有关参数，封装及代换将在增刊中刊出，供设计、开发人员及维修人员参考、选用。

基本知识

1. 型号识别

我国三极管型号是“3A～3E”开头、美国是“2N”开头、日本是“2S”开头。目前市场上以2S开头的型号占多数。

欧洲对三极管的命名方法是用A或B开头（A表示锗管，B表示硅管），第二部分用C、D或F、L（C——低频小功率管，F——高频小功率管、D——低频大功率管、L——高频大功率管）；用S和U分别表示小功率开关管和大功率开关管；第三部分用三位数表示登记序号。例如，BC817表示硅低频小功率三极管（fT=200MHz），通用小信号放大三极管。还有一些三极管型号是由生产工厂自己命名的（厂标），是不标准的。例如，摩托罗拉公司生产的三极管是以M开头的。如在一个封装内带有两个偏置电阻的NPN三极管，其型号为MUN2211T1，相应的PNP三极管为MUN2111T1（型号中T1也是该公司的后缀）。

一些塑封封装尺寸较大的管子，如D-PAK封装，由于顶面面积小，往往将日本型号中的2S省略。如2SC2712，打印为C2712；2SA562打印为A562，等等。

2. 型号代码

片状三极管封装尺寸较大的可以打印简化型号，而尺寸小的封装，如SOT-23、SC-70等只能打印型号代码。例如，摩托罗拉公司生产的SOT-23封装的三极管BC817-16T1，其型号代码为A6（型号中16与hFE有关，T1是后缀）；SC-59封装的MUN2211T1代码为8A；而MUN2111T1的代码为6A。

这里要指出的是，型号代码是生产厂自行设定的，同一种型号由不同工厂生产，其型号代码也可能不同；即使同一工厂生产，不同封装的三极管也会有同样的型号。如上述BC817-16T1及MUN2111T1同为摩托罗拉公司生产，型号不同，封装不同，但代码都是A6。这种现象其它公司也存在，使用者要特别注意！

型号与型号代码的关系目前没有统一的技术资料可供查阅和对照。目前分析进口电子产品或维修时，很难从型号代码上判断是何种型号的三极管，这是一个难点。

3. 封装代号与尺寸

同一种封装有不同的封装代号。如SOT-89就有SC-62、MPT、MP4等代号。表1列出常用的三极管封装代号及其尺寸。

从器件的封装尺寸可以了解三极管的功率大小。如比SOT-23封装尺寸小的三极管都是小功率管，IC<800mA，SOT-89～SOT-223封装的是中功率管，IC在1～3A范围，功率可达2W左右；D-PAK及D2PAK封装的三极管功率更大。一般片状三极管很少有大功率管。

片状三极管中有4～6引脚的，其中4引脚的有一些是砷化镓超高频三极管、微波三极管或双栅场效应管，而5～6引脚的是组合三极管。

4. 片状三极管的焊盘尺寸

这部分可参看上期贴片式二极管表4中的有关内容。

5. 片状三极管的管脚排列

各种不同封装的管脚排列如图1所示。图中分别注出e、b、c或D、G、S三个极的位置。

贴片三极管如何选购

贴片三极管应用中有几个主要问题：其一是过去习惯使用通孔装配式三极管，如何找对应的片状三极管；其二是从参数电路上找到的三极管型号市场上却无法购得、如何代换。这也往往是设计、开发人员及维修人员在应用中较大的难题。造成这两个难题的原因是同一种管芯做成不同封装的器件时，其型号不同。

例如，一种以TO—92封装的小功率三极管。其型号为2SC1815，然而用同一管芯采用SOT—23封装时。其型号变成2SC2712；而采用SO-70封装时。型号又变成2SC4732。根据这一现实，在选用或代换时、应根据三极管的基本参数要求，在晶体管手册上寻找出参数基本相同。并且封装符合要求的三极管。

这里以常用TO一92封装的9012、9013为例来说，先找出9012、9013主要参数。

（1）9012为PNP管、Vceo为30V、Ic为500mA、Pcm为625mW。（2）9013是NPN管、Vceo为30V、Ic为500mA、Pcm为625mW。

在晶体管手册上可找SOT-23封装的三极管。其参数差不多的型号如表所示。在表中，Pcm这—项明显小于9012或9013.这是片状SOT—23的散热面积小所致、如果实际使用时Pcm要求不大。则可通过实验，看是否满足电路要求，若通过各种试验（如高、低温试验）能满足要求方可大量使用！

类型型号Vceo（V）Ic（mA）Pcm（mW）。

（1）NPN2SC28593050015

（2）NPN2SD5962570020

（3）PNP2SB6242570020

（4）PNP8C8074550031

在代换时，必须了解清楚原管子（或要求的管子）的性能（是通用三极管、是开关三极管等）、结构（如达林顿管、带阻三极管、组合三极管）或有特殊要求（如高反压、低噪声等）及—些主要参数然后从手册（或公司数据手册）找同一性能、功能、结构及参数相似的进行试验或代换，另外，要注意的是工作频率（是MF段、HF段、VHF段或UHF段等）。选用的f要满足工作频率的要求。

这里必须指出，目前的各种三极管品种成千上万。这里仅仅是举几个例子而己。重要的是要收集各大半导体器件厂的资料。它不仅有参数、封装，还有型号代码，这给选用、代换提供了极大的方便。

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