雙極結型晶體管(BJT)kanqilaixianglaoshidedianziyuanjian，danyouyujuyoudichengbenhezhuoyuecanshudeyoudian，tamenkeyijiejuexuduowenti。womenkeyifaxianguoquyouyuzhexieyuanjiantaigaochengbenerbukenengshixiandexinyingyong，biruwomenkeyizaimouxieqingkuangxiayongduogebingliandexiaogonglvjingtiguantidaigengdagonglvdejingtiguan(帶或不帶散熱器)，並從中收獲諸多好處。

 

一般來說，與更大功率特別是帶大塊散熱器的晶體管相比
，小功率晶體管速度更快，具有更高的工作頻率、更低的噪聲
、更小的總諧波失真，並且它們的封裝更方便人工和自動焊接。

 

功耗最高1W左右的許多晶體管采用類似於TO-92的封裝。這些晶體管大多數價格比較低，可以大批量購買，而且TO-92那樣的封裝很方便使用。

 

從cong這zhe些xie封feng裝zhuang產chan生sheng的de熱re量liang很hen容rong易yi通tong過guo冷leng卻que風feng扇shan甚shen至zhi正zheng常chang的de空kong氣qi對dui流liu高gao效xiao地di散san發fa掉diao。另ling外wai，我wo們men可ke以yi利li用yong這zhe些xie晶jing體ti管guan周zhou邊bian較jiao大da的de銅tong表biao麵mian積ji提ti高gao它ta們men的de功gong耗hao。針zhen對dui這zhe些xie電dian子zi元yuan件jian的de不bu同tong封feng裝zhuang
，它ta們men的de數shu據ju手shou冊ce和he文wen獻xian資zi料liao中zhong記ji錄lu有you大da量liang散san熱re信xin息xi和he計ji算suan方fang法fa
，因yin此ci我wo們men這zhe裏li不bu再zai詳xiang細xi討tao論lun。

 

諸如TO-126
、TO-220之類的功率晶體管封裝又大又重，很難安裝在PCB上，而且為了發揮這些功率晶體管的全部性能和可靠性，還要額外使用散熱器。

 

這(zhe)些(xie)封(feng)裝(zhuang)和(he)散(san)熱(re)器(qi)會(hui)阻(zu)塞(sai)冷(leng)卻(que)空(kong)氣(qi)的(de)流(liu)動(dong)，而(er)且(qie)額(e)外(wai)散(san)熱(re)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)會(hui)產(chan)生(sheng)機(ji)械(xie)和(he)電(dian)氣(qi)問(wen)題(ti)
，比(bi)如(ru)在(zai)振(zhen)動(dong)設(she)備(bei)中(zhong)散(san)熱(re)器(qi)不(bu)是(shi)很(hen)穩(wen)定(ding)，它(ta)們(men)需(xu)要(yao)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li)等(deng)。

 

 

讓我們考慮以下這些經常在音頻驅動器使用的NPN/PNP晶體管對：

 

TIP29/TIP30 (NPN/PNP, 40V, 1A, 2W, Ftmin = 3MHz, TO-220),

 

BD139/BD140 (NPN/PNP, 80V, 1.5A, 1.25W, Ftmin >3MHz or not specified, TO-126)

 

BC639/BC640 (NPN/PNP, 80V, 1A, 0.8W, Ft=130MHz/50MHz, TO-92)

 

BC327/BC337 (NPN/PNP, 45V, 0.8A, 0.625W, Ft(typ). 100MHz/100MHz, TO-92)

 

BC550/BC560 (NPN/PNP, 45V, 0.1A, 0.5W, Ftmin =100MHz/100MHz, TO-92)

 

這些晶體管的其中一些參數可能在不同製造商那裏有所不同，也有些參數可能所有製造商都不標。

 

我們可以看到
，兩個並聯BC639的功耗大約是1.6W，超過了單個BD135/137/139 1.25W的功耗。

 

另外
，BC639/BC640對有保證的轉換頻率遠高於BD139/BD140對的Ft (在數據手冊中並不總是有保證的)。小(xiao)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)直(zhi)流(liu)增(zeng)益(yi)通(tong)常(chang)遠(yuan)高(gao)於(yu)更(geng)大(da)晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)增(zeng)益(yi)。因(yin)此(ci)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)嚐(chang)試(shi)使(shi)用(yong)兩(liang)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)小(xiao)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)管(guan)代(dai)替(ti)帶(dai)或(huo)不(bu)帶(dai)小(xiao)型(xing)散(san)熱(re)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)更(geng)大(da)功(gong)率(lv)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)。

 

圖1畫出了采用1個運放(OA)和6個小功率晶體管的音頻放大器電路
，它可以取代用一個運放和一對不帶散熱器的更大功率晶體管(比如BD135/BD136)組成的放大器電路。

圖1：1個運放和6個小功率晶體管的電路代替一個運放加上兩個更大功率晶體管組成的電路。

 

連接發射極的均衡電阻R6到R11是必須要的。這些電阻可以在一定程度上減小並聯晶體管之間的差異。它們的阻值通常在放大器公共負載的2%至10%之間。為了確保輸出電流在所有並聯晶體管之間得到合適的分配，應該監測這些電阻上的壓降。

 

電阻R5也是必須的
，並且應該具有最小的適用值。它能減小放大器的交越失真。

IC1可以是任何合適的放大器，如NE5534/A。最好是使用能夠驅動至少600Ω負載的運放。如果需要調整放大器的輸出偏移量，可以使用帶偏移調整引腳的運放。

 

在運放和晶體管不過載的條件下可以得到運放的整個供電電壓範圍。

 

我們應該注意到，許多運放有很大的會使運放發熱的靜態電流。舉例來說：

 

NE5534/A的最大靜態電流Iqmax = 8mA,

 

LF355的最大靜態電流Iqmax = 4mA,

 

LF356的最大靜態電流Iqmax = 10mA,

 

NE5532的最大靜態電流Iqmax = 16mA,

 

RC4560的最大靜態電流Iqmax = 5.7mA,

 

如果我們在±15V或huo更geng高gao的de電dian源yuan電dian壓ya下xia使shi用yong這zhe些xie和he類lei似si的de運yun放fang，那na麼me在zai沒mei有you任ren何he輸shu入ru信xin號hao的de情qing況kuang下xia這zhe些xie運yun放fang也ye會hui有you顯xian著zhu的de功gong耗hao。對dui於yu采cai用yong表biao貼tie封feng裝zhuang的de運yun放fang來lai說shuo這zhe種zhong情qing況kuang尤you其qi糟zao糕gao，比bi如ruNE5532的功耗將達30V*16mA = 540mW，這一點應該加以慎重考慮。

 

新加的高增益小功率晶體管要求運放輸出很小的電流，因此可以降低運放IC的散熱風險。事實上

，這些新增晶體管還可以用來利用運放的最大峰峰值電壓降低運放IC的功耗
，因為它向負載提供更小的輸出電流。

 

小功率晶體管的速度更快
，並且基極-發射極結點中的閾值電壓也更低。它們通常是為前置放大器設計的，與更大功率的晶體管相比
，用它們可以獲得更低的總諧波失真(THD)和互調失真(IMD)。小功率晶體管通常還具有更高的增益，增益範圍在400至800之間

，這也是更低THD和IMD的一個原因。

 

 

並聯使用更小功率的線性穩壓器有許多好處。並聯小功率晶體管代替單個大功率晶體管(帶或不帶散熱器)的上述方法同樣適用於線性穩壓器

，如78xx、79xx、LM317x

、LM337x和類似器件。

 

圖2給出了4個采用TO-92封裝的78Lxx的並聯電路，它們可以代替單個采用TO-220或類似封裝的78Mxx電路。不需要在每種情況下都使用C1到C8所有的電容。隻要我們設計正確的PCB版圖，我們就可以在所有並聯穩壓器組的輸入輸出端使用單個電解電容和單個高頻電容。然而，這些電容的使用取決於並聯IC的要求。在某些情況下我們應該將這些電容緊靠每個IC放置。

圖2：4個采用TO-92封裝的78Lxx的並聯電路，可代替單個采用TO-220封裝的78Mxx電路。

 

電阻R1到R4是必須的。這些電阻的實際阻值取決於穩壓器的容差，穩壓器的數量
、以及每個穩壓器的平均輸出電流和最大輸出電流。

 

從這個角度看
，最好是使用容差為±2%或更好的穩壓器。

 

在這個案例中可以使用標準的R1至R4均衡電阻計算過程。舉例來說，如果我們並聯使用兩個輸出電壓為15V±2%的78L15穩壓器，這兩個穩壓器的輸出電壓可能從14.7V至15.3V。

在最壞的情況下，第一個穩壓器的輸出是15.3V
，另一個穩壓器的輸出是14.7V。

 

我們希望兩個穩壓器的輸出電流都在它們各自的最大電流以下
，比如每個穩壓器在100mA以下。

 

如果均衡電阻阻值為10Ω

，穩壓器最大輸出電流為100mA，那麼第一個穩壓器在輸出電壓為14.3V時將產生100mA電流，第二個穩壓器輸出同樣14.3V電壓時將在負載上產生40mA電流。(隻是為了參考，我們可以認為15V±10%是從13.5V至16.5V
，15V±5%是從14.25V至15.75V。)

 

此外，第一個穩壓器將產生更多的熱量，其輸出電壓將因為輸出電壓具有負溫度係數而下降。因此第一個穩壓器將產生不到100mA的電流，第二個穩壓器將產生超過40mA的電流。總之，兩個穩壓器將在14.3V或更高電壓時產生至少140mA的電流。

 

雖然兩個穩壓器沒有相同的輸出電流
，但這不是問題，因為它們不會過載，而且我們使用的是比78M15體積更小、價格更低的穩壓器78L15。另外一個優點是，如果其中一個穩壓器因為某個原因出現了開路故障，那麼另外一個穩壓器還可以工作一段時間。

 

本文小結

 

這zhe篇pian短duan文wen建jian議yi考kao慮lv使shi用yong多duo個ge並bing聯lian的de小xiao功gong率lv晶jing體ti管guan或huo小xiao功gong率lv穩wen壓ya器qi或huo其qi它ta小xiao功gong率lv元yuan件jian代dai替ti需xu要yao額e外wai散san熱re器qi的de單dan個ge大da功gong率lv晶jing體ti管guan或huo大da功gong率lv穩wen壓ya器qi。

 

當使用運放時這種並聯方案更具優勢。將多個運放並聯起來使用有許多好處，還可以降低每個運放的功耗。

 

這種方法也適用於線性穩壓器，如78xx、79xx
、LM317x、LM337x和類似器件。

 

這種方法有極多優點


，上麵提到了一些，比如：

 

*更容易組裝更小、更便宜和更快的元件，

 

*可以獲得更好的組裝力阻

 

*可以將均衡電阻用於診斷目的，比如測量並聯元件之間的電流等

 

需要時我們可以使用並聯的達林頓晶體管。

 

在係統機箱內經常會有一個或多個長期運轉的冷卻風扇。在這種情況下，使用像TO-92這(zhe)樣(yang)不(bu)帶(dai)散(san)熱(re)器(qi)的(de)大(da)量(liang)更(geng)小(xiao)封(feng)裝(zhuang)也(ye)更(geng)有(you)利(li)，因(yin)為(wei)更(geng)小(xiao)封(feng)裝(zhuang)對(dui)冷(leng)卻(que)空(kong)氣(qi)流(liu)動(dong)的(de)阻(zu)礙(ai)更(geng)小(xiao)。我(wo)們(men)還(hai)可(ke)以(yi)從(cong)封(feng)裝(zhuang)的(de)四(si)麵(mian)八(ba)方(fang)散(san)發(fa)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)PCB上所有元件的冷卻效率。

 

安裝更小封裝的PCB開發和生產要比安裝帶或不帶散熱器的更大功率和更重封裝的PCB開發和生產容易得多。

 

安裝更小封裝的PCB能夠更好地承受機械振動和衝擊，這點對移動設備來說尤其重要。