对于电路设计者而言,首先遇到的问题就是要根据BJT的参数选择管子。所以,对于BJT参数的含义应该有正确的理解。下面简单介绍BJT的主要参数及其含义。
1.开路阻断电压 开路阻断电压体现了BJT的耐压能力,通常BJT的参数给4出三个阻断电压值。其一是发射极开路时,集电极-基极间能承受的电压UCBO。第二是基极开路时,集电极-发射极间能承受的电压UCEO。这两个阻断电压反映的是一次击穿对应的电压。除了这两个电压值之外,还有一个电压值用UCEO(sus)表示,它的含义是当基极-发射极开路时,集电极-发射极间能承受的维持电压。通常UCEO(sus)≤UCEO。以上三个阻断电压值反映了BJT的最大耐压能力。在通用变频器中,用于380V交流电网时,大多使用1200V电压等级BJT。
2.集电极最大持续电流IC(co) 集电极最大持续电流是当基极正向偏置时集电极能流入的最大电流,开路阻断电压和集电极最大持续电流体现了BJT的容量。比如说1200V/300A BJT,是指基极开路时,集电极-发射极间耐压UCEO为1200V,集电极最大持续电流为300A。通用变频器中采用30~400A BJT模块,其电流值的大小依变频器的容量而定。
3.电流增益hFE 电流增益hFE有时也称为电流放大倍数或电流传输比。它的定义为集电极电流与基极电流的比值,即
在变频器中,BJT都是当做开关器件使用的,因此集电极电流IC≤hFEIB,其中IC的实际值取决于具体电路和工作环境。hFE是一个重要参数,它的值越大,管子的驱动电路功率越小,这是电路设计者所期望的。目前,达林顿型BJT的hFE值的范围为50~20000。
4.开关频率 由于BJT在变频器及其他很多应用场合都是作为开关器件工作的,因此它的开关频率是所有用户关心的重要参数。但是在BJT的使用说明中,并不直接给出开关频率这个参数,而是给出开通时间ton、存储时间ts和下降时间tf,通过这几个时间值,可以估算出BJT的最高工作频率。
大家知道,BJT是电流控制型器件。正向基极电流控制它的导通,反向基极电流控制它的关断。由于BJT不是理想的开关器件,它的内部PN结处电荷的聚集和扩散总是需要一定的时间,因此在开关过程中有一定的过渡过程。(www.xing528.com)
图1-3示出BJT在电阻负载时的典型开关过程。假设基极电流为正向阶跃信号IB1时,经过一段时间td延迟后,基极-发射极电压UBE才上升到饱和值UBES,同时集电极-发射极电压UCE从100%下降到90%,这段时间为延迟时间td。此后,UCE迅速下降到10%,而集电极电流IC上升到稳态值的90%,这段时间定义为上升时间tr,而开通时间ton是延迟时间td和上升时间tr之和,即
ton=td+tr(1-2)
当BJT关断时,基极控制电流为负跳变,这时,由于饱和作用,少数载流子正在中和,UCE仍保持饱和导通值。当UCE退出饱和时,其电压值开始上升。从反向基极电流注入开始,到UCE上升到10%的时间,叫做存储时间ts。然后UCE继续上升到90%,IC下降到10%,这段时间称为下降时间tf。而BJT的关断时间toff是这两部分时间之和,即
ton=ts+tf(1-3)
图1-3 BJT开关运行时的波形
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