模拟电路三极管的分类与典型应用汇总

晶体管的分类和不同类型主要有双极性晶体管BJT(NPN和PNP)、场效应晶体管(JFET(N沟道和P沟道)、MOSFET(增强型和耗尽型)以及基于其应用(小信号、快速开关、功率等)的晶体管。晶体管一般特指双极型器件三极管。。在嵌入式设计中,三极管主要用于放大信号或用作电控开关,更多的是用来作为开关管。晶体管是一种三端器件,一个端子(或引线)上的小电流/电压将控制其他两个端子(引线)之间的大电流。BJT本质上是电流控制器件。大学理论中一般学习某个三极管电路的电流放大倍数,但实际工作测试电压更为方便,通常是测量集电极电阻的电压。

三极管电流放大的原理是:如果少量电流流过BJT晶体管的基极,则会导致从发射极到集电极的大电流流动,即有基极输入电流三极管才会导通。

虽然大学的主要学习晶体管的各种复杂的放大功能,但是在嵌入式设计中,大多是数字电路,导致晶体管主要用于开关目的(MOSFET,BJT),只有很少在模拟电子行业中把晶体管用于放大目的(BJT),如音响产品,射频产品,小信号检测产品。

BJT可以在三个区域运行。他们是:截止区:此处晶体管处于“OFF”状态,即流过晶体管的电流为零。此时输入端没有电压或零电压时,晶体管工作在截止区并作为开路,例如驱动LED时,NPN三极管基极为低电压时,LED熄灭。有源区:晶体管在这里充当放大器。嵌入式设计中,基本不会用到。

饱和区:这里的晶体管处于完全“导通”状态,也作为闭合开关工作。当在基极和发射极之间施加足够的电压(VIN0.7V)时,集电极到发射极的电压大约等于0。因此,晶体管充当短路。集电极电流VCC/RC流过晶体管。例如驱动LED时,NPN三极管基极为高电压时,LED亮。

NPN三极管的用途分类:小信号晶体管:小信号晶体管的基本功能是放大小信号,但有时这些晶体管也用于开关目的。我们通常可以在小信号三极管的管体上看到一些数值,表示三极管的hFE。根据这个hFE值,我们可以了解晶体管放大信号的能力。常用的hFE值范围为10至。这些晶体管的集电极电流值为80至mA。这种晶体管的工作频率范围为1至00MHz。晶体管的名称本身就表明这些晶体管放大小信号,这些信号使用小电压和小电流,例如几毫伏和几毫安的电流。

另外一些通用做法是用来当作ON或OFF开关,比如用作,LED驱动器、继电器驱动器、音频静音功能、定时器电路、马达控制电路,偏置电源电路等。

小型开关晶体管

小型开关晶体管是那些主要用于开关但有时也用于放大的晶体管。与小信号晶体管一样,这些晶体管的hFE值范围为10到。

当hFE值为时,晶体管不是很好的放大器,但它们可以作为更好的开关。集电极电流值范围为10至mA。这些晶体管主要用于开关应用。

功率晶体管

用于大功率放大器和电源的晶体管称为功率晶体管。该晶体管的集电极端子连接到金属器件的基极,该结构充当散热器,为应用耗散多余的功率。这些类型的晶体管以NPN、PNP和达林顿晶体管的形式提供。此处,集电极电流值范围为1至A。工作频率范围为1至MHz。

这些晶体管的功率值范围为10至00W。晶体管名称本身表明功率晶体管用于需要大功率、高电压和大电流的应用中。

高频晶体管

高频晶体管用于在高频下工作的小信号,这些用于高速开关应用。高频晶体管也称为射频晶体管。

这些晶体管的最大频率值约为0MHz。集电极电流(IC)值范围为10至mA。这些类型的晶体管也有NPN和PNP两种形式。这些主要用于高频信号的应用,而且这些晶体管必须仅在高速下导通或关断。这些晶体管用于HF、VHF、UHF、CATV和MATV振荡器和放大器电路。

光电晶体管

光电晶体管是根据光工作的晶体管,即这些晶体管对光敏感。一个简单的光电晶体管不过是一个双极晶体管,它包含光敏区域而不是基极端子。光电晶体管只有2个端子而不是个端子(在BJT中)。当感光区较暗时,晶体管中没有电流流过,即晶体管处于关断状态。当感光区受到光照时,基极产生少量电流,并导致大电流从集电极流向发射极。光电晶体管有BJT和FET晶体管类型。这些被命名为photo-BJT和photo-FET。

与光电BJT不同,光电FET通过使用光来产生栅极电压,从而控制漏极和源极端子之间的电流。光电FET比光电BJT对光更敏感。photo-BJT和photo-FET的符号如上所示。

单结晶体管(UJT)

单结晶体管(UJT)仅用作电控开关。由于它们的设计,这些晶体管不包含任何放大特性。这些通常是三个引线晶体管,其中两个称为基极,第三个称为发射极。如果发射极和任何一个基极端子(B1或B2)之间没有电位差,则B1和B2之间有少量电流流动。如果在发射极端子上施加足够的电压,那么在发射极端子处会产生一个大电流,它会增加B1和B2之间的小电流,从而导致晶体管中流过大电流。

这里,发射极电流是控制晶体管总电流的主要电流源。B1和B2端子之间的电流很小,因此这些晶体管不适合放大用途。

国产晶体管行业目前起步较晚,发展快速,竞争激烈,但是市场占有率较少。

国产厂家有长电科技,士兰微,杨杰科技,乐山无线电,常州银河世纪等。随着国产替代的兴起,对进口的依赖会进一步减弱,国产替代率将显著增长,这离不开一线工程师的支持。

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