可通過基極電流開啟或關(guān)閉雙極結(jié)型晶體管(bjt)。由于基極-發(fā)射極二極管兩端的壓降在很大程度上取決于溫度，因而在許多應(yīng)用中，需要一個(gè)串聯(lián)電阻將基極電流保持在所需水平，從而確保bjt穩(wěn)定安全地工作。
為了減少元器件數(shù)量、簡化電路板設(shè)計(jì)，配電阻晶體管將一個(gè)或兩個(gè)雙極性晶體管與偏置電阻組合在一起，集成在同一個(gè)晶片上。替代方案包括在基極-發(fā)射極路徑上并聯(lián)第二個(gè)集成電阻，以創(chuàng)建用于設(shè)置基極電壓的分壓器。這可以提供更精細(xì)的微調(diào)和更好的關(guān)斷特性。由于這些內(nèi)部電阻的容差高于外部電阻，因而 ret 適合晶體管在打開或關(guān)斷狀態(tài)下工作的開關(guān)應(yīng)用。所以ret 有時(shí)被稱為數(shù)字晶體管。
數(shù)字晶體管ret開關(guān)特性
△ 配電阻晶體管(ret)
電壓和電流(vi)參數(shù)
ic/iin 是指ret的電流增益 hfe，其中的iin包括基極電流和流經(jīng) r2 的電流(ir2 = vbe/r2)。因此，hfe 比 ret 小，后者只有一個(gè)串聯(lián)基極電阻r1。因?yàn)檩斎腚娏鲝幕鶚O分流，所以 r2 值越低，hfe 值就越小。從表1可看出這一點(diǎn)。vcesat 是 ret 開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)集電極-發(fā)射極的殘余電壓。
測量 hfe 的測試條件是施加 0.5 ma 的基極電流和 10 ma 的集電極電流。vi(off)是 ret 器件關(guān)閉時(shí)的輸入電壓。在這種情況下，集電極泄漏電流為 100μa，集電極-發(fā)射極電壓(vce)為 5 v。表中提供的 v(ioff)max 較低值是 ret 驅(qū)動(dòng)級的最大允許輸出電平。該條件必須要滿足，以確保 ret 在關(guān)斷狀態(tài)下可以安全運(yùn)行。當(dāng)測試處于導(dǎo)通狀態(tài)的 ret 時(shí)，vi(on)min 是最關(guān)鍵的參數(shù)。用于驅(qū)動(dòng) ret 的電路必須能夠提供該電壓電平，以確保安全開啟。導(dǎo)通狀態(tài)是指集電極-發(fā)射極電壓為 0.3 v 時(shí)，集電極電流為 10 ma 的狀態(tài)。ret 數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定的 vi 額定值僅針對這些測試條件有效。ret 需通過更大的基極驅(qū)動(dòng)電壓 vi(on)來獲得更大的開關(guān)電流。圖2 顯示了 ret 晶體管的電壓-電流(vi)開關(guān)特性。
?vi < vi(off)max：所有ret器件均保證處于關(guān)斷狀態(tài)
?vi < vi(off)typ：典型ret處于關(guān)斷狀態(tài)
??vi < vi(off)typ：典型ret處于導(dǎo)通狀態(tài)
??vi > vi(on)min：所有ret器件均保證處于導(dǎo)通狀態(tài)
數(shù)字晶體管ret開關(guān)特性
表 1 顯示了導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)的輸入電壓對 nexperia nhdtc 系列 ret 中的電阻分壓器配置的依賴性。在 vi(off)條件下，會(huì)有一個(gè)微小的基極電流流過晶體管(約0.3 μa)。關(guān)閉 ret 所需的電壓典型值與電阻比 r1/r2 有關(guān)。當(dāng)晶體管關(guān)閉時(shí)，可以通過 r2 或基極-發(fā)射極二極管兩端的壓降目標(biāo)來計(jì)算此值。對于 nhdtc 系列，該電壓大約為 580 mv。因此，電阻比為 1 時(shí)的 vi(off) 值具有相同的電壓(表1中的第1-3行)。由于上述原因，當(dāng) r2 為 47 kω，且 r1 值為 2.2 kω、4.7 kω 或 10 kω時(shí)，關(guān)斷狀態(tài)的典型電壓值均會(huì)較低。vi(off) max 需為偶數(shù)值，以確保器件在圖 2 中最左側(cè)的深綠色陰影區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。
數(shù)字晶體管ret開關(guān)特性
nexperia的ret產(chǎn)品組合
正確選擇電阻分壓器至關(guān)重要，以確保 ret 的控制電壓范圍與驅(qū)動(dòng)級相匹配。所需的集電極或負(fù)載電流會(huì)影響為導(dǎo)通狀態(tài)提供的基極電流?？墒褂幂^低的 r1 和/或 流經(jīng) r2 的較小旁路電流來設(shè)置較高的集電極電流。
除了通用系列，nexperia(安世半導(dǎo)體)還提供具有增強(qiáng)功能的 ret 器件，例如，nhdta/nhdtc 系列 ret(見表1)的 vceo 為 80 v。這一特性使得這些器件非常適合 48 v 汽車應(yīng)用。pdtb 和 pbrn 系列 ret 支持 500/600 ma 的集電極電流，并可用于開關(guān)功率繼電器和功率 led。
有關(guān)溫度的注意事項(xiàng)
在實(shí)際應(yīng)用中，需密切關(guān)注vi參數(shù)的溫度漂移。bjt 的 vbe 隨溫度升高而降低，其中系數(shù)約為 -1.7mv/k 至 -2.1mv/k。如圖 3 所示，對于獨(dú)立的 bjt，hfe 也會(huì)每開爾文增加約 1%。
數(shù)字晶體管ret開關(guān)特性
△典型直流電流增益與集電極電流呈函數(shù)關(guān)系
vi(on) 為 ic 的函數(shù)，因此在相同的 vce 下，需要更高的輸入電壓來驅(qū)動(dòng)更多的集電極電流。低環(huán)境溫度需要更高的輸入電壓，因?yàn)?vbe 增加，hfe 會(huì)降低。因此需要在低溫下打開 ret 開關(guān)，這是應(yīng)用的關(guān)鍵操作條件，并且需要足夠的輸入電壓才能正確打開器件(圖4)。
數(shù)字晶體管ret開關(guān)特性
△典型導(dǎo)通狀態(tài)輸入電壓與集電極電流呈函數(shù)關(guān)系
在關(guān)斷狀態(tài)下，高溫條件非常關(guān)鍵。因此，驅(qū)動(dòng)電路必須設(shè)計(jì)為在最高應(yīng)用溫度下輸出電壓遠(yuǎn)低于 vi(off) 典型值(圖5)。
數(shù)字晶體管ret開關(guān)特性
典型導(dǎo)通狀態(tài)輸入電壓與集電極電流呈函數(shù)關(guān)系
簡單，但安全可靠
ret 是一種相對簡單的器件，非常適合開關(guān)應(yīng)用。盡管如此，設(shè)計(jì)人員必須了解影響其運(yùn)行的參數(shù)，包括開關(guān)電壓和電流，以及其受溫度影響的情況。本篇博客文章提供了一些設(shè)計(jì)技巧，目的是確保 nexperia(安世半導(dǎo)體)的 ret 在目標(biāo)應(yīng)用中安全可靠地運(yùn)行。