數字晶體管的工作原理和特征參數

數字晶體管（Digital Transistor）與普通晶體管差別不大，并沒有采用任何數字技術，僅僅內置了一個或兩個偏壓電阻，即所謂的偏壓型晶體管（Bias Resistor Transistor）。與普通晶體管相比，數字晶體管的輸入-輸出呈線性關系，而且工作狀況穩定。

數字晶體管的工作原理

數字晶體管的工作原理與與普通晶體管一樣，如圖1。在這個電路中，在NPN晶體管的基極(B)-發射極(E)之間輸入一個正向電壓，注入基極電流。就是說，在基極(B)領域注入+空穴。

如果在基極(B)領域注入+電子，發射極(E)的載流子-會被吸引至基極(B)，但是正極(B)領域非常薄，因此通過加入集電極電壓，載流子可以穿越基極(B)流向集電極(C)。這樣，電流就由集電極(C)→發射極(E)流動，數字晶體管就開始工作了。

數字晶體管的工作原理圖

數字晶體管具有放大和開關作用：

（1）用作放大時，通過注入基極電流IB，在集電極IC就能夠獲得放大了hFE倍的電流。在電路應用中，通過輸入信號持續控制集電極電流，可以得到hFE倍的輸出電流。

數字晶體管放大和開關作用

（2）在開關作用中，在ON時電氣性飽和狀態（降低集電極-發射極間的飽和電壓）下使用。

數字晶體管用語

表征數字晶體管的參數有7個，分別為VI(on)Min、VI(off)Max、VO(on)、II(Max.)、GI、R1、R2/R1。

不同型號的數字晶體管示例

其中，VI(on)Min.是最小輸入電壓。這表示向OUT引腳、GND引腳間施加正向電壓 (VO)，并得到規定的輸出電流時需要的最小輸入電壓，即數字晶體管導通區域的最小輸入電壓值。因此，如果要從ON狀態變為OFF狀態，需要進一步降低該最小輸入電壓值，所以正常產品的電壓值低于這個數值。

VI(off)Max.是最大輸入電壓。這表示向OUT引腳、GND引腳間施加電源電壓 (VCC)、輸出電流 (IO) 的狀態下，IN引腳、GND引腳間得到的最大輸入電壓，即可以保持數字晶體管OFF狀態區域的最大輸入電壓值。因此，如果要從OFF狀態變為ON狀態，需要進一步升高該最大輸入電壓值，所以正常產品的電壓值高于這個數值。

VO(on)是輸出電壓，表示任意輸入條件下不超過絕對最大額定值的輸出引腳電壓。GND接地放大電路流過充足的輸入電流時，輸出電壓降低，IN、OUT接合也變為正偏壓狀態。在規定的VO、IO下將II設定為整數（通常10~20）分之一進行測定。

II(Max.)是輸入電流，表示向IN引腳、GND引腳間施加正向電壓 (VI) 時，IN引腳連續流過電流的最大輸入容許值。

GI是GND接地直流電流增益，表示規定的VO、IO條件下的IO/II的比值。

R1表示輸入電阻，表示在IN引腳、晶體管基極之間內置的電阻。R1的公差設定為±30%。另外，還會隨著溫度的變化而變化。

R2/R1是電阻比率（RESISTANCE RATIO），表示晶體管的基極?發射極之間的電阻與內置輸入電阻的比率。

數字晶體管的作用是簡化了電路設計，讓晶體管的工作狀態更穩定。

采購時除了上述7個參數，還要考慮IP等級、包裝與封裝、尺寸、引腳數、極性（NPN或PNP）、輸入電阻R1，射極電阻R2、功耗、放大倍數（GI/hFE）、存儲溫度范圍，以及ROHS要求等。

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