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是否可以在使用時的某一瞬間超過絕對最大額定值?
在使用時,不可有任一瞬間超過絕對最大額定值,否則可能會造成電晶體損壞或hFE降低。在單一PULSE時,請確認使用的範圍是否在安全動作領域(SOA)內。連續PULES時,必須出計算電力或元件溫度。詳細的判斷程序請參考「使用可否的判斷方法」/「元件溫度的計算方法」。
(請一併參閱“降額(Derating)”的相關項目。)
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 230
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:V
EB
電流控制
基極電流:I
B
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)
V
R2
=V
BE
<(EB間的順向電壓≒0.7V)時
V
R2
=V
BE
>(EB間的順向電壓≒0.7V)時
Products:
Digital Transistors
FAQ ID: 234
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
FAQ ID: 235
若在瞬間流經超過額定值電流以上的電流的話,要怎麼判斷是不是可以繼續使用?
各產品都有其各自的SOA (Safe Operating Area),若位於其範圍內,則可判斷為可使用。
例:VDS = 20V、Idpeak = 2A、Pw = 100μs時 ⇒ 位於Pw = 100μs的範圍內,因此可以使用。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 237
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
FAQ ID: 239
請問有沒有電晶體/二極體的物質安全資料表「MSDS(SDS)」?
該製品屬於固態物,並不適用MSDS規範,故無法製作或提供MSDS資料。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 340
我們可以認為在晶體管的熱阻抗,封裝相同的產品,溝道外氣間的熱阻抗也會相同嗎?
小訊號產品是相同這樣的看法是不會有太大的差異,但是電源產品額定值不同,即使相同的封裝熱阻抗值也不同。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 381
在晶體管的熱阻抗,熱量大,考量必須有條件的記載以上的基板面積時,此時的計算方法該如何做較好呢?
各別檢測使用基板的Rth是必要的程序。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 382
無鹵素化的原因為何?
一直以來都是使用內含符合RoHS指令的溴化阻燃劑的模鑄樹脂,但為了進一步減少對環境的影響,而採用無鹵樹脂。
半導體製造商羅姆對無鹵的定義(在均質材料中):
(1)氯在900ppm以下
(2)溴在900ppm以下
(3)氯及溴的含量合計在1500ppm以下
(4)三氧化二銻在1000ppm以下。
此定義符合IEC61249規定且滿足對環境管理要求嚴格的歐洲主力製造商的需求值。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 418
有關數位電晶體的V
I
(ON)與(off)
V
I
(ON)Min.:
意指數位電晶體在ON範圍的流入電壓最小值。因此,如要從ON狀態變成OFF狀態,則需進一步調降最小流入電壓值。
V
I
(OFF)Max.:
意指數位電晶體可維持OFF狀態範圍的流入電壓最大值。因此,如要從OFF狀態變成ON狀態,則需進一步調升輸入電壓最大值。
Products:
Digital Transistors
FAQ ID: 420
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