雙極結(jié)型晶體管(BJT)看起來(lái)像老式的電子元件，但由于具有低成本和卓越參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它們可以解決許多問(wèn)題。我們可以發(fā)現(xiàn)過(guò)去由于這些元件太高成本而不可能實(shí)現(xiàn)的新應(yīng)用，比如我們可以在某些情況下用多個(gè)并聯(lián)的小功率晶體管替代更大功率的晶體管(帶或不帶散熱器)，并從中收獲諸多好處。

一般來(lái)說(shuō)，與更大功率特別是帶大塊散熱器的晶體管相比，小功率晶體管速度更快，具有更高的工作頻率、更低的噪聲、更小的總諧波失真，并且它們的封裝更方便人工和自動(dòng)焊接。

功耗最高1W左右的許多晶體管采用類似于TO-92的封裝。這些晶體管大多數(shù)價(jià)格比較低，可以大批量購(gòu)買，而且TO-92那樣的封裝很方便使用。

從這些封裝產(chǎn)生的熱量很容易通過(guò)冷卻風(fēng)扇甚至正常的空氣對(duì)流高效地散發(fā)掉。另外，我們可以利用這些晶體管周邊較大的銅表面積提高它們的功耗。針對(duì)這些電子元件的不同封裝，它們的數(shù)據(jù)手冊(cè)和文獻(xiàn)資料中記錄有大量散熱信息和計(jì)算方法，因此我們這里不再詳細(xì)討論。

諸如TO-126、TO-220之類的功率晶體管封裝又大又重，很難安裝在PCB上，而且為了發(fā)揮這些功率晶體管的全部性能和可靠性，還要額外使用散熱器。

這些封裝和散熱器會(huì)阻塞冷卻空氣的流動(dòng)，而且額外散熱器的使用會(huì)產(chǎn)生機(jī)械和電氣問(wèn)題，比如在振動(dòng)設(shè)備中散熱器不是很穩(wěn)定，它們需要電氣隔離等。

晶體管電路

讓我們考慮以下這些經(jīng)常在音頻驅(qū)動(dòng)器使用的NPN/PNP晶體管對(duì)：

TIP29/TIP30 (NPN/PNP, 40V, 1A, 2W, Ftmin = 3MHz, TO-220),

BD139/BD140 (NPN/PNP, 80V, 1.5A, 1.25W, Ftmin >3MHz or not specified, TO-126)

BC639/BC640 (NPN/PNP, 80V, 1A, 0.8W, Ft=130MHz/50MHz, TO-92)

BC327/BC337 (NPN/PNP, 45V, 0.8A, 0.625W, Ft(typ). 100MHz/100MHz, TO-92)

BC550/BC560 (NPN/PNP, 45V, 0.1A, 0.5W, Ftmin =100MHz/100MHz, TO-92)

這些晶體管的其中一些參數(shù)可能在不同制造商那里有所不同，也有些參數(shù)可能所有制造商都不標(biāo)。

我們可以看到，兩個(gè)并聯(lián)BC639的功耗大約是1.6W，超過(guò)了單個(gè)BD135/137/139 1.25W的功耗。

另外，BC639/BC640對(duì)有保證的轉(zhuǎn)換頻率遠(yuǎn)高于BD139/BD140對(duì)的Ft (在數(shù)據(jù)手冊(cè)中并不總是有保證的)。小功率晶體管的直流增益通常遠(yuǎn)高于更大晶體管的增益。因此我們可以嘗試使用兩個(gè)或多個(gè)小功率晶體管代替帶或不帶小型散熱器的一個(gè)更大功率的晶體管。

圖1畫出了采用1個(gè)運(yùn)放(OA)和6個(gè)小功率晶體管的音頻放大器電路，它可以取代用一個(gè)運(yùn)放和一對(duì)不帶散熱器的更大功率晶體管(比如BD135/BD136)組成的放大器電路。

圖1：1個(gè)運(yùn)放和6個(gè)小功率晶體管的電路代替一個(gè)運(yùn)放加上兩個(gè)帶或不帶散熱器的更大功率晶體管組成的電路。

圖1：1個(gè)運(yùn)放和6個(gè)小功率晶體管的電路代替一個(gè)運(yùn)放加上兩個(gè)更大功率晶體管組成的電路。

連接發(fā)射極的均衡電阻R6到R11是必須要的。這些電阻可以在一定程度上減小并聯(lián)晶體管之間的差異。它們的阻值通常在放大器公共負(fù)載的2%至10%之間。為了確保輸出電流在所有并聯(lián)晶體管之間得到合適的分配，應(yīng)該監(jiān)測(cè)這些電阻上的壓降。

電阻R5也是必須的，并且應(yīng)該具有最小的適用值。它能減小放大器的交越失真。

IC1可以是任何合適的放大器，如NE5534/A。最好是使用能夠驅(qū)動(dòng)至少600Ω負(fù)載的運(yùn)放。如果需要調(diào)整放大器的輸出偏移量，可以使用帶偏移調(diào)整引腳的運(yùn)放。

在運(yùn)放和晶體管不過(guò)載的條件下可以得到運(yùn)放的整個(gè)供電電壓范圍。

我們應(yīng)該注意到，許多運(yùn)放有很大的會(huì)使運(yùn)放發(fā)熱的靜態(tài)電流。舉例來(lái)說(shuō)：

NE5534/A的最大靜態(tài)電流Iqmax = 8mA,

LF355的最大靜態(tài)電流Iqmax = 4mA,

LF356的最大靜態(tài)電流Iqmax = 10mA,

NE5532的最大靜態(tài)電流Iqmax = 16mA,

RC4560的最大靜態(tài)電流Iqmax = 5.7mA,

如果我們?cè)?plusmn;15V或更高的電源電壓下使用這些和類似的運(yùn)放，那么在沒(méi)有任何輸入信號(hào)的情況下這些運(yùn)放也會(huì)有顯著的功耗。對(duì)于采用表貼封裝的運(yùn)放來(lái)說(shuō)這種情況尤其糟糕，比如NE5532的功耗將達(dá)30V*16mA = 540mW，這一點(diǎn)應(yīng)該加以慎重考慮。

新加的高增益小功率晶體管要求運(yùn)放輸出很小的電流，因此可以降低運(yùn)放IC的散熱風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上，這些新增晶體管還可以用來(lái)利用運(yùn)放的最大峰峰值電壓降低運(yùn)放IC的功耗，因?yàn)樗蜇?fù)載提供更小的輸出電流。

小功率晶體管的速度更快，并且基極-發(fā)射極結(jié)點(diǎn)中的閾值電壓也更低。它們通常是為前置放大器設(shè)計(jì)的，與更大功率的晶體管相比，用它們可以獲得更低的總諧波失真(THD)和互調(diào)失真(IMD)。小功率晶體管通常還具有更高的增益，增益范圍在400至800之間，這也是更低THD和IMD的一個(gè)原因。

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