開關三極管(Switching Transistor)是一種具有邏輯控制功能的電子元件,常用于數(shù)字電路、模擬電路和功率電路中,主要用于開關、放大、調(diào)制等各種應用。
1.開關三極管工作原理
開關三極管由三個摻雜不同類型半導體材料組成:一個n型半導體基底上沉淀有p型摻雜區(qū)域,稱為集電極(Collector);接近集電極的另一端從表面上深入基底層的地方沉淀有一片極薄的n型區(qū)域,稱為發(fā)射極(Emitter);在集電極和發(fā)射極之間沉淀有一層n型區(qū)域,稱為基極(Base)。當集電極與發(fā)射極之間加正向電壓時,P-N結正向偏置,P型摻雜區(qū)中載流子多,增多的載流子從集電極側注入到N型摻雜區(qū),經(jīng)過擴散增多并達到飽和。當在基極端加正電壓時,在P-N結處就會形成更大的空間電荷區(qū),從而減小壓差引起的注入,同時基極側用直流源Vbb來降低外加在基極到發(fā)射極二極管反向偏壓。這樣,在基電流Ib較小時,可控制地使器件處于截止狀態(tài);當上述v、Vbb相應升高時,因為P-N結前向偏置增大,所以更多的隨時間變化的載流子經(jīng)P-N結進入N區(qū),即行飽和。這時從集電結側伴隨著載流子注入,接下來,出現(xiàn)級聯(lián)和放大作用,最終得到放大輸出信號。
2.開關三極管特點
開關三極管具有速度快、結構簡單、體積小、操作方便等特點,并且可以實現(xiàn)大功率開關與控制,被廣泛應用于各個領域。此外,它也存在一些缺點,如發(fā)熱量大、器件損壞容易等問題。
3.開關三極管主要參數(shù)
開關三極管的主要參數(shù)包括最大漏極電壓、最大漏極電流、最大功率耗散、最大工作頻率等。其中最大漏極電壓是指開關三極管允許承受的最大電壓,最大漏極電流是指在最大漏極電壓下允許通過開關三極管的最大電流,最大功率耗散是指在最大漏極電壓和最大漏極電流下,開關三極管允許消耗的最大功率,最大工作頻率是指開關三極管能夠正常工作的最高頻率。