三極管

三極管的Datasheet 里，到底有什么明堂？

看似簡單到不能再簡單的三極管驅動繼電器電路、三極管驅動LED或者LED背光電路，你是不是感覺閉著眼睛都能畫出來？

這么小case的事情，為什么板子還是會各種問題？這類不良通常查到最后，多是通過修改元器件選型來解決，為什么？原來的器件參數不夠了啦~~~~

帶著應用目的和需求，我們今天來過一下三級管的Datasheet。

案例：三極管驅動繼電器

這個繼電器驅動電路，是再熟悉再簡單不過了。為什么你的板子就盛開各種奇葩，繼電器不吸合，三極管導通了，三極管斷開了，續流二極管冒煙了。帶著這個需求，我們來看一份NPN三極管的Datasheet 給了我們哪些信息。

從上圖我們看出，當R1左側的控制電平由低到高，不管R1左側是5V電平還是3.3V電平，只有驅動電流合適，T1就能導通。那么T1三極管CE之間能承受的最大電流必須大于繼電器線圈的電流。不僅如此，我們知道，元器件在工作時都會產生熱，導致器件溫升，在設計冗余足夠的情況下，器件溫升越少，對封閉的電子設備內部總的溫升就越少。所以一般會放40%~60%，甚至在對成本不敏感的情況下，放更多余量。

我們先看繼電器的驅動信息：

應用標稱12V的規格，結合汽車電子一般以16V作為電源波動上限的做法，繼電器開啟時電流在66.7 x （16/12）=89mA。

當然，以上只是我們考慮到的指標，那其他指標呢，我們通過閱讀三級管的Datasheet來獲取，這里我們用一款車規級三極管（2SCR513P）為例。

首先，對于89mA的電流，該器件間隔60%也有400mA，這一條件滿足。

緊接著，絕對最大值表，一一羅列了該器件各項指標的最大上限，如果你對產品工況熟悉，請逐條對照看，是否有超出或接近臨界的地方，如果尚不清楚，可以通過仿真來檢查，這里需要說明一下，仿真只能摸底，有條件的情況下，最好能讓產品工作在極限工況時，測一下這些指標是否超出：

因為這個電路工作在開關狀態，所以下表未框選的范圍關于響應時間，可以略過。

進入第三頁，第一幅圖是不同溫度下，集電極電流與基極電壓的關系曲線，特定條件在左上方標出。三極管工作在開關模式時，外接阻容只要在相應的范圍內即可。對照下圖，考察驅動和分壓電阻的電壓電流，是否合適，是否使三極管工作在飽和區或截止區。

圖2是我們最熟悉的三極管放大曲線圖，為了同一個目的，檢查我們的電阻是否使三極管能工作在飽和區和截止區。

后面的圖，所涉及的三極管各參數，依次檢查是否能是三極管能個條件下工作在開關模式下，且都能將繼電器驅動電流這個指標包含在內。一旦發現有超出，可以調整外部器件相應的取值。

后面有一幅測試三級管開關速度的建議電路，對于繼電器驅動的設計目標，沒有太大意義，因為繼電器從物理特效和應用需求上，都不可能在毫秒級甚至微秒級的時間間隔內切換。

第六頁是器件的封裝信息，這對Layout 工程師非常重要，別隨便調出個庫里的封裝就往PCB上導入，到時候要么搭線，要么這一輪打板報廢。

歷史的車輪進行到這里，大多是封裝都是標準的，只要核對一致，不一定需要重新畫一個。在此強烈推薦來芯片之家官網下載對應的標準封裝，為你的設計加速。

Datasheet第7頁，是Notice部分，由此進入“忠告模式”，條條與應用場景相關，所有建議你每讀一條，都與你能了解的產品應用場景、工況做一下比較。也許它與你在樣品臺上的功能實現無關，但與你產品向誰出售有關。

第六條提到了瞬態過載，如果你的產品會工作在類似工況，有必要根據對應表述增加保護器件，且通過相關測試認證。

后面依次為安裝/焊接注意事項，應用電路和外部復雜的相關申明。筆者建議，不管最后這些都由誰去實施，作為設計者，都應該以一定的形式或內部流程把相關信息傳遞給其他職能部門的同事。例如采購是采購什么形式的，大盤還是小盤，什么封裝規格，物流事項，雖然這是看是采購部門的責任，實際上就是選型任務的產出之一，畢竟一份Datasheet對采購工程師的信息是相當少，難道讓采購去讀一遍datasheet么（能迅速定位有效性息的高級采購除外）。又如焊接注意事項，雖然這是制程部門的工作內容，道理同與采購部門溝通一樣，你的目標是設計產品，而不僅僅是玩轉功能。具體實施方式，每個公司都有自己的規定，既有要求出具工藝文件的，也有必須按照產能選擇器件的，因人而異。

通篇讀下來，這款三極管是符合我們目前假設的繼電器驅動要求的（有點浪費，可以再選電流規格低一些的）。當然，具體到你的產品，你所選用的器件或負載，會有讀下來發現不符合項，通常是建議同系列選型，到官網篩選其查找、器件手冊和咨詢你的銷售、FAE都可以。

原文標題：這樣解讀三極管的Datasheet，根治繼電器罷工！

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審核編輯：湯梓紅