數字晶體管的結構優勢和外接電阻

數字晶體管（Digital Transistor）是自帶偏壓電阻的晶體管（Bias Resistor Transistor），有時也稱數字三極管。與普通雙極晶體管的輸入-輸出的指數式函數變化相比，數字晶體管的輸入-輸出呈線性關系，而且工作狀況穩定。

普通雙極晶體管及增加電阻后的結構圖

結構上，數字晶體管有的在基極上串聯一只電阻R1，有的在基極與發射極之間并聯了一只電阻R2，大多數同時連接了R1和R2。隨著電阻R1、R2的組合搭配的變化，數字晶體管的型號遠比普通晶體管豐富多彩。

電阻R1的作用

數字晶體管中，內置的R1電阻用來將輸入電壓轉換成電流，使晶體管的工作狀況穩定。

一般情況下，將來自IC芯片等半導體器件的輸出電壓直接加載到雙極晶體管的輸入（基極）端，利用電壓控制模式使晶體管工作，這樣的工作狀態是不穩定的。如果在IC與基極引腳間接入電阻（輸入電阻），通過電流控制模式使晶體管工作，這樣就可以使它的工作狀態穩定。因為，輸出電流對輸入電壓呈指數函數變化，但對輸入電流呈線性變化。

一般晶體管之所以不穩定，這可以通過對比數字晶體管的輸入- 輸出特性看出。用右邊的電流控制，輸出對輸入呈線性變化；用左邊的電壓控制，輸出對輸入就呈指數函數變化。就是說，用電壓控制時輸入的極小變化就會引起輸出電流大的變化，工作狀態不穩定。

數字晶體管的輸入- 輸出特性曲線圖

例如右邊的特性曲線，當輸入電流從40μA增加到2倍的80μA時，輸出電流從9mA變成2倍的18mA，這是一個線性的關系；再看看左邊的特性曲線，輸入電壓從0.7V僅僅升高了14%到達0.8V的時候，輸出電流就從10mA變成70mA，增加幅度高達7倍。

也就是說，在實際應用中，如果輸入電壓中出現輕微的噪聲時，輸出電流就會出現大幅度變化，造成器件的應用范圍大大受限，或者需要采取其他外部元件進行補償。

由此可見，采用電流控制模式的雙極晶體管（即數字晶體管）是穩定的，這就需要將IC的輸出電壓轉換成基極電流，所以就需要有輸入電阻R1。由于內置有這個輸入電阻R1，數字晶體管有利于削減電子元器件數，可顯著安裝空間，而且性能穩定。

電阻R2的作用

數字晶體管有兩個電阻，除了用以穩定工作狀態的R1，電阻R2用來吸收、降低從輸入端進來的漏電流和噪聲等，可以防止晶體管誤動作。

應用中，如果輸入電流很小，就直接進入地線，晶體管不導通，不會產生漏電流等引起的誤動作。但是，如果輸入電流大，部分輸入電流開始進入晶體管的基極，晶體管開始導通，并處于通常的導通狀態。

可見，數字晶體管是一種穩定性好，性能優越的新型晶體管品類，可為應用系統帶來整體性能提升、空間縮小、成本節約三重優勢。

從廠商提供的數據表看出，數字晶體管的參數簡單明了。一般晶體管的直流增益（hFE）只提供最小值，有的也標稱了最大值，具體數字需要用戶參考輸出曲線。而數字晶體管的hFE是線性的，數據表不但提供典型值，還有最大值和最小值，使用非常方便。

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