数字晶体管的工作原理和特征参数

数字晶体管（Digital Transistor）与普通晶体管差别不大，并没有采用任何数字技术，仅仅内置了一个或两个偏压电阻，即所谓的偏压型晶体管（Bias Resistor Transistor）。与普通晶体管相比，数字晶体管的输入-输出呈线性关系，而且工作状况稳定。

数字晶体管的工作原理

数字晶体管的工作原理与与普通晶体管一样，如图1。在这个电路中，在NPN晶体管的基极(B)-发射极(E)之间输入一个正向电压，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)。这样，电流就由集电极(C)→发射极(E)流动，数字晶体管就开始工作了。

数字晶体管的工作原理图

数字晶体管具有放大和开关作用：

（1）用作放大时，通过注入基极电流IB，在集电极IC就能够获得放大了hFE倍的电流。在电路应用中，通过输入信号持续控制集电极电流，可以得到hFE倍的输出电流。

数字晶体管放大和开关作用

（2）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。

数字晶体管用语

表征数字晶体管的参数有7个，分别为VI(on)Min、VI(off)Max、VO(on)、II(Max.)、GI、R1、R2/R1。

不同型号的数字晶体管示例

其中，VI(on)Min.是最小输入电压。这表示向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，即数字晶体管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.是最大输入电压。这表示向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，即可以保持数字晶体管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)是输出电压，表示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.)是输入电流，表示向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是GND接地直流电流增益，表示规定的VO、IO条件下的IO/II的比值。

R1表示输入电阻，表示在IN引脚、晶体管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是电阻比率（RESISTANCE RATIO），表示晶体管的基极?发射极之间的电阻与内置输入电阻的比率。

数字晶体管的作用是简化了电路设计，让晶体管的工作状态更稳定。

采购时除了上述7个参数，还要考虑IP等级、包装与封装、尺寸、引脚数、极性（NPN或PNP）、输入电阻R1，射极电阻R2、功耗、放大倍数（GI/hFE）、存储温度范围，以及ROHS要求等。

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