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选定方法

选定方法

①使TR达到饱和的IC/IB的比率是IC/IB=20/1
②输入电阻:R1是±30% E-B间的电阻:R2/R1=±20%
③VBE是0.55~0.75V

数字正版具有下面的关系式。

■数字正版直流电流增益率的关系式

数字正版直流电流增益率的关系式

GI:数字正版的直流电流增益率
GI=IO/Iin
hFE=IC/IB
IO=IC , Iin=IB +IR2, IB=IC/hFE , IR2=VBE/R2
电压关系式 VIN=VR1+VBE

■集电极电流关系式

集电极电流关系式

∴ IC= hFE×((Vin-VBE)/R1 )- (VBE/R2)) ・・・①

※这里所说的hFE是VCE=5V、IC=1mA时的值,不是饱和状态。

作为开关使用时,需要饱和状态的电流比率IC/IB=20/1

∴ IC= 20×((Vin-VBE)/R1 )- (VBE/R2 ))・・・②

将式子①的hFE替换成20/1。

而且,如果在考虑偏差的基础上计算
将R1的最大值+30% R2的最小值-20% VBE的最大值0.75V这一组最差数值代入式子②计算。
根据下面的式子选择数字正版的电阻R1、R2,使数字正版的IC比使用设备上的最大输出电流Iomax大。

∴ Iomax≦20((Vin-0.75)/(1.3×R1)-0.75/(1.04×R2))

数字正版的型号说明

数字正版的型号说明

IO和IC的区别

IC: 能够通过正版的电流的最大理论值
IO: 能够作为数字正版使用的电流的最大值

IO和IC的区别

解说

DTA/C系列为例,构成数字正版的个别正版能流过100mA电流。
用IC=100mA定义。个别正版连接电阻R1、R2,则成为数字正版。
此数字正版流过IC=100mA时,基极电流IB需要相对应的电流値,其结果需要高的输入电压VIN
根据绝对最大额定值限制,由输入电阻R1的功率许容值(封装功率)决定输入电压VIN(max)。电流IC=100mA流过时,可能超过这个额定值,在不超过VIN(max)条件下,数字正版中流过的电流值定义为IO
如您所知,绝对最大额定值被定义为"不能同时提供2项以上",仅用IC标记没有问题,但结合客户实际使用状态,合并标记为IO
因此电路设计探讨中此IO即为绝对最大额定值。

GI和hFE的区别

hFE: 作为正版的直流电流增幅率
GI: 作为数字正版的直流电流增幅率

GI和hFE的区别

解说

GI和hFE都表示发射极接地直流电流放大率。
数字正版是指普通正版上连接2个电阻器的正版。
直流电流放大率为 输出电流/输入电流 ,因此不因输入电阻R1,放大率下降。仅有输入电阻R1的类型 放大率表示为hFE,与个别正版hFE相等。
如果在E-B间附加电阻R2,输入电流则分为流过个别正版的电流和流过E-B间电阻R2的电流。
因此放大率比单体时下降。此值称为GI,用以区分。

关于VI(on)和VI(off)的区别

VI(on)、VI(off)容易被混淆
VI(on): 数字正版为保持ON状态的最低电压、定义VI(on)为min

错误观点

错误观点
  • 1:由0开始依次加入输入电压。
  • 2:达到1.8V时,数字正版启动。
  • 3:因在规格书规定的3V(min) 以下,故判断为不合格。

正确观点

正确观点
  • A:首先为了启动数字正版,加入足够的输入电压Vin(如10V)
  • B:渐渐降低电压,到规格书规定的3V时停止。
    因仍保持ON状态,故该产品为合格。
  • C:如果继续降低基极电压,不能完全保持ON状态,而向OFF状态变化。
    因这一变化点在3V以下,故产品为合格。

关于数字正版的温度特性

根据环境温度、VBE、hFE、R1、R2变化。
hFE的温度变化率约为0.5%/ºC
VBE的温度系数约为-2mV/ºC(-1.8 to -2.4mV/ºC的范围有偏差)

关于数字正版的温度特性

R1的温度变化率,如下图表。

R1的温度变化率

关于输出电压 - 输出电流特性的低电流领域(数字正版的情况)

数字正版的输出电压-输出电流特性,按以下测定方法测定。
IO(低电流区域)条件下,个别正版基极没有电流流过。
因此低电流区域输出电压 (VO)[VCE(sat)]上升。

出力電圧

测定方法 DTC114EKA 的场合 用IO/Ii=20/1测定。
Ii=IB+IR2、(IR2=VBE/10k=0.65V/10k=65μA)
IB=Ii-IR2=Ii-65μA 即Ii在65µA以下时,IB没有电流流过,VO [VCE(sat)]上升。
因此,在低电流区域不能测定VO

关于数字正版的开关动作

①正版的动作

①正版的动作
图1

如图1,输入电压,启动NPN正版。
在这个电路中,基极(B)-发射极(E)之间输入顺向电压,注入基极电流。
就是说,在基极(B)领域注入+空穴。
如果在基极(B)领域注入+电子,发射极(E)的载流子-会被吸引至基极(B),但是正极(B)领域非常薄,因此通过加入集电极电压,载流子可以穿越基极(B)流向集电极(C)。
借此,电流可以由集电极(C)→发射极(E)流动。

②开关动作

②开关动作
图2

正版的动作有增幅作用和开关作用。
在增幅作用中,通过注入基极电流IB,能够通过增幅hFE倍的集电极IC
在活性领域中,通过输入信号持续控制集电极电流,可以得到输出电流。
在开关作用中,在ON时电气性饱和状态(降低集电极-发射极间的饱和电压)下使用。

关于数字正版的用语

VI(on)Min.:输入电压 (INPUT ON VOLTAGE)

向OUT引脚、GND引脚间施加正向电压 (VO),并得到规定的输出电流时需要的最小输入电压,即数字正版导通区域的最小输入电压值。
因此,如果要从ON状态变为OFF状态,需要进一步降低该最小输入电压值,所以正常产品的电压值低于这个数值。

VI(off)Max.:输入电压 (INPUT OFF VOLTAGE)

在向OUT引脚、GND引脚间施加电源电压 (VCC)、输出电流 (IO) 的状态下,IN引脚、GND引脚间得到的最大输入电压,即可以保持数字正版OFF状态区域的最大输入电压值。
因此,如果要从OFF状态变为ON状态,需要进一步升高该最大输入电压值,所以正常产品的电压值高于这个数值。

VO(on):输出电压 (OUTPUT VOLTAGE)

在任意输入条件下不超过绝对最大额定值的输出引脚电压。GND接地放大电路流过充足的输入电流时,输出电压降低,IN、OUT接合也变为正偏压状态。在规定的VO、IO下将II设定为整数(通常10~20)分之一进行测定。

II(Max.):输入电流 (INPUT CURRENT)

向IN引脚、GND引脚间施加正向电压 (VI) 时,IN引脚连续流过电流的最大输入容许值。

GI:GND接地直流电流增益 (DC CURRENT GAIN)

在规定的VO、IO条件下的IO/II的比值。

R1:输入电阻 (INPUT RESISTANCE)

在IN引脚、正版基极之间内置的电阻。R1的公差设定为±30%。另外,还会随着温度的变化而变化。

R2/R1:电阻比率(RESISTANCE RATIO)

正版的基极∙发射极之间的电阻与内置输入电阻的比率。

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