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西門子SIRIUS軟起動器3RW4427-1BC34_
電路中,不管晶體管是工作在直流工作狀態還是交流工作狀態,正確選擇晶體管的直流參數是很重要的。也就是說,應根據工作環境中直流電路的工作狀態要求,對晶體管進行基礎的選擇,確定晶體管的工作電壓,工作電流和功耗,來計算電路中應用的晶體管直流工作電壓(Vcc)、大工作電流(ICM)和功耗(PCM)等。
在交流工作狀態下,晶體管的交流工作狀態很重要,比如輸出功率(PL)、交流增益(GP)、效率(η)、特征頻率(fT)、極間電容(CCE和CBE)等。
對交流參數,我們一般查看晶體管的輸出功率、交流增益和特征頻率就可以了。特征頻率決定晶體管是否滿足電路工作頻率要求,交流增益和輸出功率決定了電路的放大級數和輸入功率。在交流放大電路中,同種類型的晶體管,我們更愿意選用基極到地阻抗小的器件,因為同樣的輸入功率、產生同樣的輸出功率,輸入阻抗越小,晶體管工作越穩定。 在某些情況下,直流參數和交流參數是不能分開的。如我們常說的擊穿電壓VEBO和VCEO。一般情況下,擊穿電壓VEBO指標大于等于4V。當晶體管處于*導通狀態,晶體管基極和發射極之間的電壓大不會超過0.7V(硅晶體管),也就是說,在直流工作狀態下,擊穿電壓遠遠不足4V的電壓。但對交流信號電路,特別是輸入功率大、輸入阻抗較高的晶體管,電路在非穩定狀態時,基極的交流信號幅度有時會大于4V。在一次偶然的實驗中我們發現,晶體管在調試和低溫試驗時,各種指標均正常,但在長時間高溫工作時,晶體管基極和發射極擊穿。經過反復的檢查發現,所有器件均合格,電路調試狀態正常;一不同的是,電路反射功率較大,使晶體管的基極信號幅度長時間處于VEBO擊穿電壓的臨界狀態,造成晶體管的基極發射極擊穿。所以,應該選擇VEBO偏大的晶體管。
晶體管的增益有直流放大倍數(HFE)和交流增益(GP)兩種。一般情況下,直流放大倍數越大,電路直流工作的電流就越大,一般根據電路實際需要選擇不同的直流放大倍數。而交流增益和直流放大倍數之間沒有任何關系,交流增益一般只給出范圍,如≥12dB,而沒有給出具體的大增益,同時晶體管手冊只給出大工作頻率,不會給出工作頻率范圍內的頻響。交流增益不會因為直流放大倍數的改變而變化(很小的變化可以忽略),有些晶體管直流的增益變大時交流增益反而變小。
對于晶體管的直流放大倍數,可以通過簡單的測試方法便可得到,但對于交流增益,必須通過專門的電路進行測試才能知道。一般的晶體管手冊中,給出交流增益的同時,會給出交流增益測試電路圖。根據功率的不同,晶體管的增益范圍不同,同種功率的晶體管,增益范圍越窄,晶體管芯片制作的工藝*性越好;晶體管在工作頻帶內交流增益變化越小,晶體管的交流參數越穩定,晶體管的*性越好,電路的互換性越好。
通過晶體管的輸出特征曲線圖,不僅可以計算出晶體管的直流放大倍數,同時也可以測出晶體管的飽和壓降VCES,這也是一個非常重要的參數。我們對許多大功率晶體管測試時發現,好的晶體管VCES仍小于等于1V,但差的晶體管VCES遠遠大于1V,有的竟然在2.5V~3V之間(見左圖)。
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通過對比我們發現好的晶體管曲線分布均勻,曲線之間相互平行,基極的電流穩定后集電極電流基本不變,飽和壓降VCES小(見左圖中紅線對應的VCE電壓,小于等于1V);而差的晶體管曲線分布不均勻,曲線之間相互不平行,基極電流穩定后集電極電流變化很大,飽和壓降VCES(大約2.8V)。根據實際應用得知,曲線分布不均勻、VCES大的晶體管線性差、功耗大、輸出指標不好。應用這種晶體管進行設計,電路是很難達到高指標的。
MOS場效應管被靜電擊穿的幾個原因
我們在實際電子產品設計調試過程中,經常會有這樣的疑問,MOS場效應管為什么會被靜電擊穿?靜電擊穿是指擊穿MOS場效應管G極的那層絕緣層嗎?擊穿就一定短路了嗎?JFET場效應管靜電擊穿又是怎么回事?
其實MOS場效應管一個ESD敏感器件,它本身的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電,又因在靜電較強的場合難于泄放電荷,容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式;
一是電壓型,即柵極的薄氧化層發生擊穿,形成針孔,使柵極和源極間短路,或者使柵極和漏極間短路;
二是功率型,即金屬化薄膜鋁條被熔斷,造成柵極開路或者是源極開路。
現在的mos場效應管沒有那么容易被擊穿,尤其是是大功率的vmos,主要是不少都有二極管保護。vmos柵極電容大,感應不出高壓。若是碰上3DO型的mos管冬天不帶防靜電環試試,基本上摸一個掛一個。
與干燥的北方不同,南方潮濕不易產生靜電。還有就是現在大多數CMO