一、数字晶体管命名介绍
目前,许多公司生产的数字晶体管均参照日本罗姆公司的产品,现有多种不同电阻的芯片,分别组装成SOT-23、SOT-323、SOT-23-3L、sOT-523、TO-92S多种封装形式,还有SOT-353(有共基极的、共发射极等)、sOT-363等双数字晶体管,PNP与NPN互补配对晶体管,共有100多个品种,其型号命名主要由6部分组成,如图1所示。
如DTC114ESA代表100mA的NPN数字晶体管,R1为10kΩ,R2为10kΩ,封装形式为TO-92S。
数字晶体管中的晶体管设计和制造与小信号双极晶体管相似,而内置电阻的制造工艺参照MOS工艺进行,不是硼磷扩散的体电阻,而是在晶体管氧化层上面沉积的多晶硅电阻,因此测试时要注意防静电操作。
二、数字晶体管的测试原理与精确测试方法
数字晶体管的测试与一般小信号晶体管相比有较大的区别,主要测输人截止电压Vi(off)( 7BTON),输入开启电压Vi(on)(8BTON),输出电压Vo( on)(9VCESAT),输人截止电流li(10IEB),输出截止电流lo(of)(11ICES),直流电流增益Gi(12Hp),电阻R1(22R1),电阻R2(23R2)括号内对应表中的相应项。因电阻R1与R2不能直接测试,要测试准确比较困难。
下面以DTC114ESA举例说明测试方法。由于该管基极与发射极上并联了一只10kΩ电阻,基极取串联一只10kΩ的电阻,如图2所示。
数字晶体管e-b结的特性与小信号晶体管e-b结的正反向特性有很大区别,一般晶体管的正向特性曲线如图3所示,从0.7V左右正向电流随正向电压升高迅速升,方向特性在6V~10V左右开始雪崩击穿,像一只6V~10V的稳压二极管(特性曲线如图4所示);而数字晶体管串联及并联电阻后,输入特性曲线如图5所示。
当所加正向电压小于0.7V时,晶体管可当作截止状态,e、b极两端的电压除以电流,所得的电阻R为R1与R2之和;当所加正向电压大于0.7V时,晶体管可作为导通,此时电阻R2与b-e结正向电阻并联近似,由于并联后的总阻值仍小,因此用b.e极的电压除以电流所得的电阻约等于R1,再把R值减去R1值,就是R2的电阻值。
数字晶体管的反向特性与一般小信号晶体管的反向特性差别更大,如图6所示。由于b-e结上并联了一个电阻R2,所以,在b-e结上一加反向电压,就有反向电流(不要-看到小电流就认为是不良品),随着反向电压的增加,反向电流逐渐上升,呈现一典型电阻特性。b、e两极所加电压的差值与电流差值相比,就是电阻R (等于R1+R2)的值。当反向电压加到大于晶体管的b-e结反向击穿电压时,b-e结雪崩击穿,b-e结上并联的电阻R2被短路,但曲线不是垂直向上,因为基极里有串联电阻R1,其倾斜部分直线的斜率(电压差除以电流差)就是电阻R1的值,再用R值减去R1的值就是电阻R2的值。
从理论上分析,用测正向特性的方法来测两个电阻正确性比较差,因为加正向电压时,晶体管的b-e结并不要到0.7V才导通,加到0.5V电压就有一点点正向电流出现;当正向电压加到0.7V时,正向电流迅速上升,但上升曲线也不完全是一条直线,因此所测得的总电阻R及电阻R1均有误差,从图5可看出两条线段均带有一点非线性,而用测反向特性的方法来测电阻,理论上讲准确性高,因为b-e结反向击穿前,e-b结的反向电流基本等于0,相当于完全截止,可以正确测出R,而反向雪崩击穿后电阻R2被短路,完全导通,能够正确测出R1。
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