常見問題
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  • 是否可於在集極射極間施加耐壓與反方向電壓?
    • NPN電晶體在將射極接地時,對集極施加正電壓時的耐壓即為規格書中所記載的VCEO (PNP電晶體在將集極接地時,對射極所施加的正電壓為VCEO。)
      與此反方向(NPN的情形下,將集極接地,對射極施加正電壓時)的耐壓與射基極間的耐壓大約相同。射極-基極間之耐壓一般為5-7V,因此集極-射極間的逆向電壓請保持在5V以下(在集極-射極間加上大約與耐壓?相同的反向電壓時,可能會造成hFE?降低)。若集極-射極間的反向電壓在5V以下,則電流的流通程度僅約略與漏電流相同。





      如上所示,數位電晶體亦可在集極-射極間(OUT-GND間)施加5V以下的反向電壓。若GND-IN間有電阻的時候,電流將透過這個電阻流過。
    • Products: General Purpose Bipolar Transistors , Complex Transistors , Darlington Transistors
  • 請告訴我數位電晶體(digital transistor)的基本概念。
    • 數位電晶體(digital transistor)係為在雙極電晶體(bipolar transistor)上增加電阻體的一種電晶體。

      一般雙極電晶體       增加電阻R1 (輸入電阻)    增加電阻R2 (EB間電阻)

      ■關於電阻(R1)

      ・電阻R1的功能:將輸入電壓轉換為電流,讓電晶體的動作更穩定。

      在輸入(基極端子)上直接附加IC等電壓輸出,以電壓驅動的方式,雙極電晶體的動作會變得不穩定。
      此時可於IC與基極端子之間載入電阻(輸入電阻),以電流控制方式,讓動作變得穩定。
      (輸出電流對輸入電壓而言呈指數函數變化,對輸入電流而言,則呈線性變化。



      輸入為電壓時,以及輸入為電流時之電晶體動作的比較
       電壓控制
      基極-射極間電壓:VEB
      電流控制
      基極電流:IB
      測定迴路圖
      邏輯公式
      輸入-輸出特性


      觀察其輸入-輸出特性後,我們可以觀察到在右側的電流控制中,輸出對輸入呈現線性變化,而在左側的電壓控制中,輸出對輸入則呈現出指數函數化。也就是說,施行電壓控制後,即使是微不足道的輸入變化,也會大幅改變輸出電流,因此動作會變得不穩定。

      舉例來說,右側的圖表中,輸入電流由40μA變為80μA時,輸出電流也會變為2倍,由9mA變為18mA。而在左側的圖表中,輸入電壓由0.7V變為0.8V時,雖僅改變了14%,但輸入電流已由10mA變為70mA,變成了7倍。
      在這樣的情況下,若輸入電壓帶有少許雜訊的話,輸出電流將大幅產生變化,因此無法符合實際上的使用要求。

      由於雙極電晶體在電流控制方面較為穩定,因此在將來自IC的電壓輸出轉換為基極電流時必須附加上輸入電阻R1。由於數位電晶體中內建有電阻R1,因此能夠適用於減少零件或節省空間的要求。



      ■關於電阻(R2)

      ・電阻R2的功能:吸收漏電流,防止錯誤動作產生。

      電阻R2能夠將由輸入側進入的漏電流或雜訊接地,如此即可避免電晶體產生錯誤動作。

      雖然所有的微小電流會被接地,但輸入電流過大時,仍有部分會流入電晶體,因而促使電晶體開始動作。

      微量輸入電流時,所有的輸入電流均被接地,電晶體不產生動作。
      (不因漏電流等因素而產生錯誤動作)

      輸入電流過大時,部分的輸入電流會進入基極,電晶體開始產生動作。
      (變成一般的開啟狀態)
      VR2=VBE<(EB間的順向電壓≒0.7V)時VR2=VBE>(EB間的順向電壓≒0.7V)時
    • Products: Digital Transistors
  • 進入數位電晶體的內建電晶體之基極電流的計算方式為何?
    • 以下藉由DTC114EKA為例來進行說明。

      數位電晶體在動作時,為使基極電流會流經內建電晶體的射極-基極之間(EB間),因此會在EB之間施加順向電壓(25℃時約為0.7V)。由於數位電晶體在內建電晶體的EB之間與並聯一電阻R2,因此R2也相同地被施加了0.7V。藉此我們可以得知R2流入了
      IR2=0.7V/10KΩ=70μA的電流。


      輸入電壓Vin為5V時,由於IN端子的電位為5V,內建電晶體的EB間電位差為0.7V,因此電阻R1的兩端被施以5V-0.7V = 4.3V的電壓。據此,我們可以得知R1流入了
      IR1=4.3V/10KΩ = 430uA的電流。


      因此,我們可以得知內建電晶體的基極流入430μA-70μA = 360μA的電流。


      我們可以透過這樣的方式來計算出流經電晶體的基極電流。要完全啟動電晶體時,請將輸出電流Io調整至基極電流的10~20倍以下或是調整輸入電壓Vin。若因輸入電壓Vin不足而無法送出足夠的輸出電流時,請使用輸入電阻R1較小的數位電晶體。


      溫度25℃時,射極-基極間的順向電壓約為0.7V,由於每上升1℃,順向電壓大約會減少2.2mV,因此在50℃時,電壓將會變成0.7V - (50℃-25℃) x 2.2mV = 0.645V左右。相反的,在-40℃時,電壓將會變成0.7 + (25℃ - (-40℃)) x 2.2mV = 0.843V左右。
      如上所述,請注意順向電壓:VF會依溫度而產生變化。另外在25℃時的順向電壓0.7V僅為參考值,誤差值大約為±0.1V。
      內建於數位電晶體中的電阻R1或R2可能會有±30%左右的誤差,請將電阻值的最差條件列入考量後再進行計算。
      由於順向電壓或電阻值可能會有誤差,因此上述的計算方式僅作為參考之用。
    • Products: Digital Transistors
  • 環境溫度變化時,是否有需特別注意之事項?
    • 必須配合環境溫度降低(derating)額定功率(Pc)。請參考下列圖表,並配合環境減少施加在電晶體上的電力。

      必須針對安全動作範圍(SOA)進行降額(derating),詳細資訊請參閱『為了安全地使用ROHM的電晶體-可否使用TR的判斷方法』。
      在電氣的特性上,例如雙極電晶體/數位電晶體都有輸入電壓(VBE, VI(on), VI(off),)、hFE, GI依溫度而變動的特性。請參考電氣特性區線來設計出不易隨著溫度變化而產生問題的電路。MOSFET亦需進行相同考量。
    • Products: Bipolar Transistors , MOSFETs
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