2n2923数据手册

初级模拟电路：3-9 BJT 数据规格书（直流部分） 　　回到目录 　　本小节我们以 2N3904 和 9014 通用 BJT 为例，来介绍如何阅读 BJT 的数据规格书。由于交流小信号分析要到下一章才讲，因此这一小节里我们重点介绍 BJT 直流相关的参数与图表，交流相关参数仅过一下。 　　使用 datasheet 中的数据设计产品时要注意的是：手册中“一般参数”中的很多性能参数，它只是厂家在一些特定的条件下测得的，也就是说仅供参考。如果你要设计完整的产品，必须使用后面的图表中的完整曲线来进行设计。在很多情况下，这些全域完整的参数是需要你自己动手从曲线图表中用尺来量出来的。 　　1. 2N3904 　　关于2N3904的数据规格书，此链接可阅读和下载。 　　（1）产品特点 　　

图3-9.01 　　在datasheet的开头部分可以看到这款 BJT 的主要特点：这是一款通用 NPN 型晶体管，可作为放大器和开关使用。作为开关使用时，它可控制的最大电流为 100mA；作为放大器使用时，它的最大带宽为 100MHz。 　　（2）极限参数 　　极限参数勾勒出了这款产品的大致使用条件，一般我们设计产品时，都要使正常工作条件远离这些最大额定值，因为即使是接近这些最大额定值也会降低器件寿命。

图3-9.02 　　
基极开路时，集射间可承受的最大电压，超过这个值晶体管会击穿，这里为40V。 　　
发射极开路时，集电结可承受的最大反偏电压，这里为60V。 　　
集电极开路时，发射结可承受的最大反偏电压，这里为6V。可以看到，这个值要比其他两个击穿电压小得多，因此设计电路时要格外注意不要让发射结反偏电压超限被击穿。 　　
最大可持续输出的集电极电流，这里为200mA。 　　
分别为工作温度范围和仓储温度范围，这里都是 -55~+150℃。 　　（3）热参数 　　

图3-9.03 　　
最大耗散功率，在25℃时的典型值为625mW。当温度高于25℃时，衰减系数为：每升高1℃降低5mW。 　　
pn结到管壳之间的热阻，关于热阻如何计算可参见“附录A”。 　　
pn结到环境之间的热阻。 　　（4）一般参数 　　一般参数有点多，分为四个子表，我们一个个来看： 　　a. 截止时的一些性能参数

图3-9.04 　　
集射击穿电压，这个就是前面极限参数中的
。 　　
集电结反偏击穿电压，这个就是前面极限参数中的
； 　　
发射结反偏击穿电压，这个就是前面极限参数中的
　　
基极截止电流（即：发射结的反偏漏电流），表中给出了测试条件，当发射结反偏电压
且
时，基极反偏漏电流的最大值为50nA。 　　
集电极截止电流（即：发射结反偏时，集电极的漏电流），测试条件同上，集电极反偏漏电流的最大值为50nA。 　　b. 导通时的一些性能参数

图3-9.05 　　
这个就是共射组态下的电流放大倍数 β。可以看到，虽然表中给出了其最大值为300，但是在不同的集电极电流下，这个值的下限会有较大幅度的变动。在后面的“图3-9.11”中，我们能更直观地看到 β 随集电极电流变化的趋势。 　　
共射组态下的CE极间饱和电压，在不同条件下，其最大值为0.2V~0.3V。 　　
发射结饱和电压，这个参数在放大器设计中一般用不到，而在开关电路和逻辑门电路设计时会需要用到。表中给出了在2个不同的饱和条件下（β = 10），发射结的最大与最小饱和电压值。 　　*：星号注释说明，以上参数都是在脉冲测试的条件下测得的，脉宽 ≤ 300us，占空比 ≤ 2%。 　　c. 小信号性能参数 　　小信号参数都与交流分析有关，后面到第五章我们还会详细讲，这里我们仅仅简单地过一下，现在先跳过这段看也没关系。

图3-9.06 　　
增益带宽积，当晶体管工作在 100MHz 时，这个值最小为 300MHz。 　　
输出电容，即集电结电容（发射极开路），最大值为 4pF。 　　
输入电容，即发射结电容（集电极开路），最大值为 8pF。 　　
噪声系数，这里最大值为 5dB。关于噪声是一个很庞大的话题，我们可能要到本系列的第二部分才能把噪声相关的问题讲清楚。 　　d. 开关性能参数

图3-9.07 　　datasheet 后面的 FIGURE 1、2给出了关于这4个参数的测试电路，如下图所示：

图3-9.08 　　FIGURE 1 用来测试晶体管从截止到导通的转换时间，输入信号的低电平为-0.5V，之所以要采用负电压而不是零电压，是为了确保测出发射结完成从反偏到正偏的完整转换时间。 　　FIGURE 2 用来测试晶体管从导通到截止的转换时间，基极串联的两个二极管是为了防止发射结的反偏电压超限（6V）。 　　关于这4个时间参数的含义，可参见下图3-9.09（严格来讲，
和
应该是变化幅度从10%~90%的时间，不过这只是个示意图，也不讲究这么多了）。 　　
延迟时间，最大值为35ns。 　　
上升时间，最大值为35ns。 　　
存储时间，最大值为200ns，明显大于其他各值，其理由见“1-5 小节”。 　　
下降时间，最大值为50ns。

图3-9.09 　　e. Spice模型参数

图3-9.10 　　这里厂家还很贴心地给出了 Spice 模型的参数，你可以把这些参数直接复制到 Spice 仿真软件中自己建立这个晶体管模型，不过大多数情况下厂家不会在数据规格书中提供 Spice 模型参数。 　　我们可以看到，其中第一个参数
，即为我们在“3-5 小节”EM 模型中曾经说明过的“饱和电流
”。 　　（5）图表参数 　　这个datasheet里共给出了18张曲线图表，下面我们一张张看过去。 　　
电流增益曲线：

图3-9.11 　　本图反映了电流增益
受集电极电流
、温度影响的关系。从图中我们可以看出，电流增益
随集电极电流增大而减小、并且随温度升高增大。 　　
饱和电压
vs 集电极电流
曲线：

图3-9.12 　　本图反映了饱和电压
随集电极电流
和温度变化的情况。温度越高，
越大。 　　
饱和电压
vs 集电极电流
曲线：

图3-9.13 　　本图反映了饱和电压
随集电极电流
和温度变化的情况。温度越高，
越小。 　　
导通阈值电压
vs 集电极电流
曲线：

图3-9.14 　　本图反映了发射结导通阈值电压
随集电极电流
和温度变化的情况。
随集电极电流增大而增大，随温度升高而减小。 　　
截止电流
vs 环境温度 曲线：

图3-9.15 　　本图反映了集电结反偏饱和电流
随温度升高而增加。 　　
结电容 vs 反偏电压 曲线：

图3-9.16 　　图中可以看出，发射结电容
和集电结电容
都随它们对应的 pn 结的反偏电压的增加而减小。 　　
噪声曲线：

图3-9.17 　　这两个图反映了工作频率、信号源内阻、集电极电流对噪声系数的影响。 　　
电流增益及相移 vs 频率 曲线：

图3-9.18 　　本图反映了工作频率对小信号电流增益
和输出信号相位
的影响。 　　
耗散功率 vs 温度 曲线：

图3-9.19 　　本图反映了不同封装形式和环境温度对最大耗散功率
的影响。 　　
导通时间参数曲线：

图3-9.20 　　这两张图反映了集电极电流
和温度对开启时间参数
和
的影响，左图那张由于把
和
画在了同一张图中，有些难以辨认，因此我用不同颜色线条描了一下，蓝色表示
，红色表示
。 　　
截止时间参数曲线：

图3-9.21 　　这两张图反映了集电极电流
和温度对关断时间参数
和
的影响。 　　
交流小信号参数
：

图3-9.22 　　这四张图反映了共射组态的四个交流小信号参数
随集电极电流变化的影响。 　　2. 9014 　　国内比较常用的 BJT 晶体管有 9000 系列和 8050 系列等，生产厂家也较多。下表为 9000 系列中各管的典型参数（其中 9012/9013 为互补对管，9014/9015 为互补对管，其它都是 NPN 型晶体管）：型号极性最大集电极电流（mA）最大耗散功率（mW）集射击穿电压（V）特征频率（Hz）电流增益9011NPNM28~pnpM64~NPNM64~NPNM60~pnpM60~NPNM28~NPNM28~198 　　下表为8050系列的典型参数（8050/8550为互补对管）：型号极性最大集电极电流（A）最大耗散功率（W）集射击穿电压（V）特征频率（Hz）电流增益8050NPN1.M85~pnp1.M85~300 　　下面我们以一个国内某厂家生产的9014为例，来解读其数据规格书，此链接可以阅读和下载。 　　（1）产品特点 　　

图3-9.23 　　在数据规格书的首页很清楚地描述了这款 BJT 的特点与用途。不过不知道这个中文翻译是谁做的，我觉得有点不太走心，如果按照英文句子的意思，第一句应该是：高
和高
值，并且
的线性度极佳，与9015为互补对管。第二句应该是：用于低频、低噪声的前置放大器。 　　（2）后缀字母分类 　　

图3-9.24 　　这个表格说明了以后缀字母来区分产品分类。 　　当后缀为A时（比如：9014A），电流放大倍数
为60~150； 　　当后缀为B时（比如：9014B），电流放大倍数
为100~300； 　　后面的C、D以此类推。 　　（3）极限参数 　　

图3-9.25 　　
发射极开路时，集电结可承受的最大反偏电压，这里为50V。 　　
基极开路时，集射间可承受的最大电压，超过这个值晶体管会击穿，这里为45V。 　　
集电极开路时，发射结可承受的最大反偏电压，这里为5V。 　　
最大可持续输出的集电极电流，这里为100mA。 　　
最大耗散功率，在25℃时为450mW。 　　
工作温度范围，这里为不超过150℃。 　　
仓储温度范围，这里为-55~150℃。 　　（4）一般参数 　　

图3-9.26 　　
同上面极限参数的
。 　　
同上面极限参数的
。 　　
同上面极限参数的
。 　　
当发射极开路时，集电结反偏漏电流，在表中的测试条件下，最大值为0.05uA。 　　
当集电极开路时，发射结反偏漏电流，在表中的测试条件下，最大值为0.05uA。 　　
共射组态下的电流放大倍数，范围为60~1000，分类依据前面已述。 　　
共射组态下的CE极间饱和电压，在不同条件下，其典型值为0.14V。 　　
发射结饱和电压，在表中的测试条件下（β = 20），其典型值为0.84V。 　　
发射结导通阈值电压，在表中测试条件下，其典型值为0.63V。 　　
增益带宽积（也叫特征频率、转移频率），其典型值为270MHz、最小值为150MHz。 　　
输出电容，即集电结电容，这里最大值为3.5pF。 　　
噪声系数，最大值为10dB。 　　（5）图表参数 　　
输出特性曲线：

图3-9.27 　　本图很好地表现出了 BJT 在共射组态下的输出特性曲线族，几乎和教科书版本没什么两样。 　　
电流增益曲线：

图3-9.28 　　本图表现了电流增益
受集电极电流
的影响情况。和前面2N3904的“图3-9.11”相比，尤其是在集电极电流在10~100mA的范围， 确实如本手册开头的产品特点中所说，
有极佳的线性度。 　　
饱和电压曲线：

图3-9.29 　　这里把饱和电压
和
放到同一张图里了，在图中我们可以看到，这两个电压都随集电极电流
的增加而增加。 　　
频率特性曲线：

图3-9.30 　　本图反映了特征频率
随集电极电流
变化的情况。 　　回到目录