深入解析 onsemi 互補(bǔ)硅晶體管 TIP12x 系列

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，選擇合適的晶體管至關(guān)重要。今天我們要深入探討 onsemi 推出的 TIP12x 系列塑料中功率互補(bǔ)硅晶體管，包括 TIP120、TIP121、TIP122（NPN）和 TIP125、TIP126、TIP127（PNP），它們專為通用放大器和低速開關(guān)應(yīng)用而設(shè)計。

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產(chǎn)品特性

高直流電流增益

該系列晶體管具有出色的直流電流增益，典型值 (h{FE}=2500)（當(dāng) (I{C}=4.0A_{dc}) 時）。這意味著在電路中能夠以較小的基極電流控制較大的集電極電流，對于需要高電流放大的應(yīng)用非常有利，比如音頻功率放大器。想象一下，在一個音頻放大電路中，我們可以利用其高增益特性，輕松實現(xiàn)對音頻信號的有效放大，從而輸出更大功率的音頻信號。

集電極 - 發(fā)射極維持電壓

不同型號的晶體管具有不同的集電極 - 發(fā)射極維持電壓。TIP120 和 TIP125 的 (V{CEO(sus)}) 最小值為 60Vdc，TIP121 和 TIP126 為 80Vdc，TIP122 和 TIP127 則達(dá)到 100Vdc（在 (I{C}=100mA_{dc}) 時）。這使得工程師在設(shè)計電路時，可以根據(jù)實際的電壓需求選擇合適的型號，確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。

低集電極 - 發(fā)射極飽和電壓

當(dāng) (I{C}=3.0A{dc}) 時，(V{CE(sat)}) 最大值為 2.0Vdc；當(dāng) (I{C}=5.0A_{dc}) 時，最大值為 4.0Vdc。低飽和電壓意味著在晶體管導(dǎo)通時，功率損耗較小，能夠提高電路的效率。在一些對功耗要求較高的應(yīng)用中，如電池供電的設(shè)備，這種低飽和電壓特性就顯得尤為重要。

單片結(jié)構(gòu)與內(nèi)置基極 - 發(fā)射極分流電阻

采用單片結(jié)構(gòu)并內(nèi)置基極 - 發(fā)射極分流電阻，這不僅簡化了電路設(shè)計，還提高了晶體管的穩(wěn)定性和可靠性。內(nèi)置的分流電阻可以起到保護(hù)作用，防止晶體管因過流等原因損壞。

無鉛封裝可選

為了滿足環(huán)保要求，該系列提供無鉛封裝選項。這對于那些有環(huán)保法規(guī)要求的產(chǎn)品設(shè)計來說，是一個重要的考慮因素。

最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。在設(shè)計電路時，一定要確保晶體管的工作條件在額定值范圍內(nèi)。

熱特性

熱特性對于晶體管的性能和壽命至關(guān)重要。較低的熱阻意味著晶體管能夠更有效地散熱，從而保證其在高溫環(huán)境下也能穩(wěn)定工作。在實際設(shè)計中，我們可以根據(jù)熱阻參數(shù)來選擇合適的散熱措施，如散熱片等。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 集電極 - 發(fā)射極維持電壓 (V_{CEO(sus)})：不同型號的晶體管在 (I{C}=100mA{dc})，(I_{B}=0) 時，具有不同的維持電壓，如 TIP120 和 TIP125 為 60Vdc，TIP121 和 TIP126 為 80Vdc，TIP122 和 TIP127 為 100Vdc。
• 集電極截止電流 (I_{CEO})：在不同的集電極 - 發(fā)射極電壓下，截止電流最大值為 0.5mA。
• 集電極 - 基極截止電流 (I_{CBO})：在不同的集電極 - 基極電壓下，截止電流最大值為 0.2mA。
• 發(fā)射極截止電流 (I_{EBO})：在 (V{BE}=5.0V{dc})，(I_{C}=0) 時，最大值為 2.0mA。

導(dǎo)通特性

• 直流電流增益 (h_{FE})：在 (I{C}=0.5A{dc})，(V{CE}=3.0V{dc}) 和 (I{C}=3.0A{dc})，(V{CE}=3.0V{dc}) 時，最小值為 1000。
• 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓 (V_{CE(sat)})：在 (I{C}=3.0A{dc})，(I{B}=12mA{dc}) 時，最大值為 2.0Vdc；在 (I{C}=5.0A{dc})，(I{B}=20mA{dc}) 時，最大值為 4.0Vdc。
• 基極 - 發(fā)射極導(dǎo)通電壓 (V_{BE(on)})：在 (I{C}=3.0A{dc})，(V{CE}=3.0V{dc}) 時，最大值為 2.5Vdc。

動態(tài)特性

• 小信號電流增益 (h_{fe})：在 (I{C}=3.0A{dc})，(V{CE}=4.0V{dc})，(f = 1.0MHz) 時，最大值為 4.0。
• 輸出電容 (C_{ob})：TIP125、TIP126、TIP127 在 (V{CB}=10V{dc})，(I_{E}=0)，(f = 0.1MHz) 時，最大值為 300pF；TIP120、TIP121、TIP122 最大值為 200pF。

安全工作區(qū)

晶體管的功率處理能力受到平均結(jié)溫和二次擊穿的限制。安全工作區(qū)曲線表明了晶體管在 (I{C}-V{CE}) 方面的限制，為了確?？煽窟\(yùn)行，晶體管的功耗不得超過曲線所示的值。圖 6 中的數(shù)據(jù)基于 (T{J(pk)}=150^{circ}C)，(T{C}) 會根據(jù)條件變化。二次擊穿脈沖限制在占空比為 10% 且 (T{J(pk)}<150^{circ}C) 時有效，(T{J(pk)}) 可以根據(jù)圖 5 中的數(shù)據(jù)計算得出。在高外殼溫度下，熱限制會使可處理的功率低于二次擊穿所施加的限制。

訂購信息

在選擇晶體管時，我們需要綜合考慮其各項特性和參數(shù)，根據(jù)具體的應(yīng)用需求來挑選合適的型號。那么，在你的設(shè)計中，是否遇到過因為晶體管選擇不當(dāng)而導(dǎo)致的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。