晶体管的置换原则

我们在维修、设计和实验或试制中,常常会碰到晶体管的置换(代换)问题。如果掌握了晶体管的置换(代换)原则,就能使工作初有成效。其置换(代换)原则可划分为三种:即类型相同、特性相近、外形相似。

一、类型相同

1.材料相同。即锗管换锗管,硅管换硅管。

2.极性相同。即npn型管换npn型管,pnp型管换pnp型管。

3.实际型号一样,标注方法不同,如:d1555同2sd1555;r1201同gr1201;3dg9014同9014;贴片管用代号来代表原型号等。但不排除同一型号因为生产厂家的不同,参数差别极大的情况。

二、特性相近

用于置换(代换)的晶体管应与原晶体管的特性要相近,它们的主要参数值及特性曲线应相差不多或优于原管,对于不同的电路,应有所偏重。一般来说,只要下述主要参数相近,即可满足置换(代换)要求。

1.集电极最大直流耗散功率(pcm)

一般要求用pcm与原管相等或较大的晶体管进行置换(代换)。如果原晶体管在整机电路中实际直流耗散功率远小于其pcm,也可以用pcm较小的晶体管置换(代换)。

2.集电极最大允许直流电流(icm)

一般要求用icm与原管相等或较大的晶体管进行置换(代换)。

实际不同厂家关于icm的规定有所不同,有时差别很大,我们要注意到厂家给出的测试条件。常见的有以下几种:

⑴根据集电极引线允许通过的最大电流值确定icm。这个数值可能很大,例如,一只pcn=200mw的晶体管,其icm可能会超过1a。

⑵根据pcm确定icm,即pcm=icm×uce确定icm。这个规定下的pcm值比普通晶体管较小,比开关管较大,例如pcm都是10w的普通晶体管2sc2209和开关管2sc2214,其icm值却分别为1.5a和4a。

⑶根据晶体管参数(饱和压降、电流放大系数等)允许变化的极限值确定icm。例如3dd103a晶体管的icm是按其β值下降到实测值的1/3时确定的(icm=3a)。

3.击穿电压

用于置换(代换)的晶体管,必须能够在整机中安全地承受最高工作电压。晶体管的击穿电压参数主要有以下5个:

⑴bvcbo:集电极-基极击穿电压。它是指发射极开路,集电极电流ic为规定值时,集电极-基极间的电压降(该电压降称为对应的击穿电压,以下的相同)。

⑵bvceo:集电极-发射极击穿电压。它是指基极开路,集电极电流ic为规定值时,集电极-发射极的电压降。

⑶bvces:基极-发射极短路,集电极-发射极的击穿电压。

⑷bvcer:基极-发射极串联电阻,集电极-发射极的电压降。

⑸bvebo:集电极开路,发射极-基极的击穿电压。

在晶体管置换(代换)中,主要考虑bvcbo和bvceo,对于开关晶体管还应考虑bvebo。一般来说,同一晶体管的bvcbo>bvceo。通常要求用于置换(代换)的晶体管,其上述三个击穿电压应不小于原晶体管对应的三个击穿电压。

4.频率特性

晶体管频率特性参数,常用的有以下4个:

⑴特征频率ft:它是指在测试频率足够高时,使晶体管共发射极电流放大系数β=1时的频率。

⑵β截止频率fβ:在共发射极电路中,输出端交流短路时,电流放大系数β值,下降到低频(1khz)β值70.7%(3db)时的频率。

⑶α截止频率fα:在共基极电路中,输出端交流短路时,电流放大系数α值下降到低频(1khz)β值70.7%(3db)时的频率。

⑷最高振荡频率fmax:当晶体管的功率增益为1时的工作频率。

在置换(代换)晶体管时,主要考虑ft与fβ。通常要求用于置换的晶体管,其ft与fβ应不小于原晶体管对应的ft与fβ。半导体管有高频管和低频管之分,晶体管ft低于3m为低频管,场效应管低于303mh,反之,为高频管。

5.其他参数

除以上主要参数外,对于一些特殊的晶体管,在置换(代换)时还应考虑以下参数:

⑴对于低噪声晶体管,在置换(代换)时应当用噪声系数较小或相等的晶体管。

⑵对于具有自动增益控制性能的晶体管,在置换(代换)时应当用自动增益控制特性相同的晶体管。

⑶对于开关管,在置换(代换)时还要考虑其开关参数,是否是带有内置电阻。

三、外形相似

小功率晶体管一般外形均相似,只要各个电极引出脚标志明确,且引出线排列顺序与待换管一致,即可进行更换。

大功率晶体管的外形差异较大,置换(代换)时应选择外形相似、安装尺寸相同的晶体管,以便安装和保持正常的散热条件。如实在没有,也可以用塑封管代替铁封管。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计