晶体管选型

这里提到的晶体管是双极结型晶体管或BJT。这是有关如何选择晶体管的完整指南。如果您遵循这些，您可以确保健壮的设计。
如何选择晶体管的12个关键项
1.集电极电流
从晶体管数据表中，查找集电极（IC)额定电流.例如，DiodesIncorporated的晶管MJD2873Q-13 的集电极电流在下表中指定为连续集电极电流。最大限制为2A。因此，在您的设计中，不要超过高于此水平的实际集电极电流。将实际集电极电流设置为最大额定值的50%，降额的设计就会很好。实际上可以设置为高于50%，但要小心并确保实际电流计算足够准确。

在集电极工作电流较高的情况下，晶体管的寿命将比预期的要短。超过最大集电极电流会立即损坏晶体管。
2.峰值脉冲集电极电流（ICM)
当晶体管用于集电极电流不是直直流或纯直流的应用时，例如，在开关电源、PSU和逆变器中，此额定值非常重要。下面的电流波形就是一个很好的例子。如您所见，电流不是一条纯直线，而是一个三角形分量。

从数据表中，查找PeakPulseCollectorCurrent并确保您设计的实际峰值电流不超过额定值。将该值限制为50%仍然是一个非常好的主意。更高的限制会缩短晶体管的寿命。

3.集电极-发射极电压（VCEO)
上面关于如何选择晶体管的前两个重要评级都是电流。另一个同样重要的额定值是集电极-发射极电压。实际上，这是当基极打开时晶体管看到的电压。要测量这一点，只需获得一个电压表。将正极探针放在集电极上，将负极探针放在发射极上。

与电流评级相同，设置为50%降额是个好主意。然而，在高电压和高功率应用中，50%的降额是昂贵的。为什么会这样？例如，在逆变器电路中，集电极中的实际电压为1000V（这是最大值）。50%降额意味着晶体管额定电压必须为2000V。2000V并不常见且非常昂贵，因此设计不实用。相反，下一个丰富的可用额定电压是1200V，因此请使用它。只要您进行了稳健性和可靠性测试，这仍然没问题。
另一方面，对于低电压应用，有很多晶体管选项不会增加成本，因此这不是问题。
4.发射极-基极电压（VEBO)
这是集电极开路时，发射极到基极结两端的电压。晶体管的基极发射极基本上是一个二极管。换句话说，发射极基极电压是可以施加到该二极管的最大反向电压。

请注意不要超过此值。否则，晶体管会立即损坏。
5.集电极基极电压（VCBO)
这是发射极开路时集电极到基极结两端的电压。晶体管的基极集电极是二极管。因此，集电极基极电压是可以施加到该二极管的最大反向电压。请注意不要超过此值。否则，晶体管会立即损坏。

6.饱和电压
另一个重要的参数是饱和电压。需要集电极-发射极饱和电压来计算晶体管的实际功耗。理想的情况是这种功率耗散很低。为了实现这一点，集电极-发射极饱和电压必须非常低。

基极-发射极饱和电压是选择晶体管的另一个重要因素。这仍然与实际的功耗有关。该值越低，基极电流引起的功率耗散就越低。基极–发射极饱和电压也是一个指示性值，需要由电路偏置来满足。否则，晶体管将无法正常导通。
7.功耗
晶体管的下一个非常重要的评级是功率耗散。数据表中给出了它，如下所示。

但是，表中提供的值是在标称温度下取的，通常为25℃。这意味着，当工作温度不再为25℃时，上表中的值不再有效。在上表中，功率耗散在注5、6和7中指定。

计算电路的实际功耗，不要让它超过上表中指定的值。50%的限制是一个不错的值。例如，在Note5中，额定功率为2.6W，因此将实际功率耗散限制为1.3W。
8.热阻
当晶体管在高于典型值的温度下工作时，需要热阻才能获得晶体管的最大额定功率。这也称为功率耗散。热阻可以定义为结到环境或结到外壳。例如，在下表中，它是结到环境。

例如，实际运行温度为50℃;晶体管的功耗不再与上表中指定的相同。
9.工作温度
在工作范围之外操作晶体管将导致立即失效。下表提供了操作和储存温度。

始终遵循数据表。然而，这并不意味着您可以始终在+100℃下操作晶体管，因为它远低于+150℃的最大极限。您需要做一些数学运算来检查是否可能。
如何计算功率耗散耗散
数据表通常提供25℃时的额定功率，如上表所示。当晶体管在25℃以上运行时，这不再有用。
功率耗散可以使用以下公式计算。
功率耗散=（Tjmax–Tambient）/Rthja
Tjmax是数据表中规定的最高结温，另一方面，Tambient是晶体管的实际环境温度，而Rthja是从结到环境的热阻。因此，使用上面提供的值;注5的Tjmax=+150℃和Rthja=48℃/W，实际工作环境温度为50℃。
功率耗散=（Tjmax–Tambient）/Rthja=（150–50）/48= 2.08W
最终的额定功率或功率耗散为2.08W。这低于上表中提供的功耗，即Note5的2.6W。
给定实际功耗，可以推导出晶体管可以工作的最大结温。
实际功耗=（Tjmax–Tambient）/Rthja
Tjmax=实际功耗*Rthja+Tambient
假设实际功耗为3W，则环境温度为50℃时的实际最大结温为
Tjmax=实际功耗*Rthja+Tambient=3W*48℃/W+50℃= 194℃
数据表中规定的最高结温仅为150℃，因此晶体管肯定会损坏。
10.增益和带宽
以上关于如何选择晶体管的所有考虑因素都与稳健性和可靠性有关。另一方面，当晶体管用作放大器时，增益和带宽都需要。需要增益或直流电流增益，有时也称为HFE的β来计算集电极电流。从术语增益来看，它将放大小的基极电流并转换为大的集电极电流。
当作为放大器运行时，带宽也很重要。当带宽不足时，放大器将无法提供高质量的音频。

11.动态参数
当晶体管用作高速开关时，如开关电源、电源、逆变器等，输出电容、输入电容、延迟、上升时间和下降时间等动态参数很重要。想象一下晶体管的导通和关断速度有多快，上升和下降时间很长，这将导致非常高的开关损耗。开关损耗只是另一种形式的功率耗散，但是由于晶体管的连续开关。

12.晶体管类型，NPN或PNP
关于如何选择晶体管，最后要注意的是类型。您必须知道是否需要NPN或PNP类型。这两者完全不同。NPN最适合用于低边驱动和开关，而PNP最适合用作高边驱动和开关。电气分析对于这两种类型都是通用的，但是如果您通常不使用PNP，则不会造成混淆。