晶体管额定值和封装 (BJT)

与所有电气和电子元件一样，晶体管受到每个晶体管可以承受的电压和电流量的限制而不会受到损坏。由于晶体管比您在这一点上看到的其他一些组件更复杂，因此它们往往具有更多种类的额定值。以下是一些典型晶体管额定值的逐项说明。

功耗

当晶体管在集电极和发射极之间传导电流时，它也会降低这两点之间的电压。在任何给定时间，晶体管消耗的功率等于集电极电流和集电极-发射极电压的乘积。就像电阻器一样，晶体管的额定功率是每个晶体管可以安全耗散而不会受到损坏。

高温是所有半导体器件的死敌，双极晶体管往往比大多数晶体管更容易受到热损坏。额定功率始终参考环境（周围）空气的温度。当晶体管在较热的环境中使用时>25 ^o ，它们的额定功率必须降级 以免缩短使用寿命。

反向电压

与二极管一样，双极晶体管的额定值是其 PN 结上的最大允许反向偏置电压。这包括发射极-基极结 VEB、集电极-基极结 VCB 以及集电极到发射极 VCE 的额定电压。

VEB，对于一些小信号晶体管，从发射极到基极的最大反向电压约为 7 V。一些电路设计人员将分立式 BJT 用作带有串联限流电阻器的 7 V 齐纳二极管。模拟集成电路的晶体管输入也有 VEB 额定值，如果超过会造成损坏，不允许输入齐纳。

最大集电极-发射极电压 VCE 的额定值可以被认为是它在截止模式（无基极电流）下可以承受的最大电压。当使用双极晶体管作为开关时，该额定值特别重要。小信号晶体管的典型值是 60 到 80 V。在功率晶体管中，这可以达到 1000 V，例如，阴极射线管显示器中的水平偏转晶体管。

收集器电流

集电极电流 IC 的最大值将由制造商以安培为单位给出。小信号晶体管的典型值为 10 到 100 毫安，功率晶体管的典型值为 10 毫安。了解这个最大数字假定处于饱和状态（最小集电极-发射极压降）。如果晶体管不是 饱和并且集电极和发射极之间的电压大幅下降，在最大集电极电流额定值之前可能会超过最大功率耗散额定值。只是在设计晶体管电路时要记住的事情

饱和电压

理想情况下，饱和晶体管充当集电极和发射极之间的闭合开关触点，在全集电极电流时降低零电压。实际上，这永远 真的。制造商将指定饱和时晶体管的最大压降，包括集电极和发射极之间以及基极和发射极之间（该 PN 结的正向压降）。饱和时的集电极-发射极压降通常预计为 0.3 伏或更小，但这个数字当然取决于特定类型的晶体管。低电压晶体管，低 VCE，显示较低的饱和电压。基极驱动电流越大，饱和电压也越低。

基极-发射极正向压降 VBE 与等效二极管的正向压降 ≅0.7 V 相似，这不足为奇。

测试版

集电极电流与基极电流之比，β是表征双极晶体管放大能力的基本参数 . β 在电路计算中通常被假定为一个常数，但不幸的是，这在实践中远非如此。因此，制造商为给定的晶体管在各种工作条件下提供一组 β（或“hfe”）数字，通常采用最大/最小/典型额定值的形式。您可能会惊讶地看到 β 在正常操作限制内的变化范围有多大。一种流行的小信号晶体管 2N3903 被宣传为具有 15 到 150 范围内的 β，具体取决于集电极电流的大小。通常，β 对于中等集电极电流最高，对于非常低和非常高的集电极电流会降低。 hfe 是小信号交流增益； hFE s 大交流信号增益或直流增益。

Alpha

集电极电流与发射极电流之比，α=IC/IE。 α可以从β导出，即α=β/(β+1)。双极晶体管有多种物理封装。封装类型主要取决于晶体管所需的功耗，很像电阻器：最大功耗越大，设备必须越大以保持冷却。下图显示了用于三端半导体器件的几种标准化封装类型，其中任何一种都可用于容纳双极晶体管。除了具有三个连接点的双极晶体管之外，还有许多其他半导体器件。请注意，塑料晶体管的引脚输出在单一封装类型内可能会有所不同，例如下图的TO-92。这是不可能 无需参考印在其上的部件号或对其进行一系列电气测试即可肯定地识别三端半导体器件。

晶体管封装，尺寸单位为 mm。

像 TO-92 这样的小型塑料晶体管封装可以耗散几百毫瓦。 TO-18 和 TO-39 金属罐可以消耗更多功率，数百毫瓦。 TO-220 和 TO-247 等塑料功率晶体管封装的功耗远超过 100 瓦，接近全金属 TO-3 的功耗。上图中列出的耗散额定值是作者在大功率设备上遇到的最大值。大多数功率晶体管的额定功率为所列瓦数的一半或更低。有关实际额定值，请参阅特定器件数据表。 TO-220 和 TO-247 塑料封装中的半导体芯片安装在导热金属块上，该金属块将热量从封装背面传递到金属散热器 ，未显示。在将晶体管安装到散热器之前，先在金属上涂上一层薄薄的导热油脂。由于 TO-220 和 TO-247 嵌条以及 TO-3 外壳连接到集电极，有时需要通过插入的云母或聚合物垫圈将它们与接地散热器进行电气隔离。功率封装的数据表额定值仅在安装到散热器时有效。在没有散热器的情况下，TO-220 在自由空气中安全地耗散大约 1 瓦特。

数据表中的最大功率耗散额定值在实践中很难实现。最大功耗基于保持晶体管外壳温度不超过 25°C 的散热器。这对于风冷散热器来说是困难的。允许的功耗随温度升高而降低。这称为降额。许多功率器件数据表都包含耗散与外壳温度的关系图。

评论：

• 功耗 ：持续的最大允许功耗。
• 反向电压 :最大允许 VCE、VCB、VEB。
• 收集器电流 ：最大允许集电极电流。
• 饱和电压 是饱和（全导通）晶体管中的 VCE 压降。
• 测试版 ：β=IC/IB
• 阿尔法 ：α=IC/IE，α=β/(β+1)
• 晶体管封装 是功耗的主要因素。更大的封装消耗更多功率。

相关工作表

• 双极结型晶体管 (BJT) 理论工作表