替代晶体管
本帖最后由 能量海 于 2017-8-11 07:16 编辑
第十二章：基础电子学
替代晶体管
最近的一个问题是在这12章电路中如何找到T13009晶体管的替代晶体管，因为看来它没有本地的供应商，而会把2N2222晶体管做替代品？
这是一个很合理的问题。因此，要回答这个问题，我们来看看电路，我们看到，晶体管的集电极要向上拉，直到它超过了电池系列的电压。有五个成一条链的12伏电池从晶体管发射极上行，而尽管那些电池上写有“12伏”，而它们每个可以充到高达14伏。这意味着晶体管集电极可以上拉到5×14 =70伏或更高的电压——如果要给电池充电的话。所以，按常理说，任何成功的替代晶体管必须至少有70伏的额定电压。
如果我们要找出晶体管或二极管的规格参数，我们可以去网站，虽然只是谷歌晶体管名，常常很快就能得到所需信息。至少，在网站上，网页的顶部有一个这样的入口部分：
而如果你键入T13009作为元件名：
然后点击搜索按钮，于是会出现这个：
那么你在蓝色的ST13009链接上点击时，它于是会出现一个略显混乱的广告显示，提供一些完全无关的元件信息。但是，如果你向下一点滚动页面，你到达一个到晶体管数据表的链接：
如果你接着点击PDF符号，你会得到提供指向pdf文件的实际链接的另一个屏幕：
点击该链接实际上是为您提供数据表，您可以本地存储来永远保存，不必再去大量搜索。
这不是一种场效应晶体管，因此我们主要关心的是它可以承受的电压、它可以承载的持续电流、在提供突发脉冲时它能处理的峰值电流、它能处理多大的功率总量、你期望能得到什么样的直流增益（即放大）、以及它能运行多快。
听起来挺复杂，但实际上很简单。不过，有一个制造业是分做晶体管和大部分其它的电子元器件的，所以，我们对这些物品正在寻找的只是一个大概数。 即，你可以有五个一模一样的晶体管在手头，但最不可能的是其中任意两个实际上是完全相同的。然而，让我们看看这个数据工作表，看看我们能找到什么：
首先，晶体管可以承受基极无连接的最大电压是400伏，这似乎比我们的电路中达到的多得多。
下一步，电流。如果在脉冲中，连续电流被规定为12安培和24安培。这似乎多于电路所需，因为12伏连接的40瓦的持续输出是一个低于4安培的电流。
接下来，瓦数零规定为100瓦（散热器无疑是需要的——想象一下手中拿着一盏点亮的100瓦灯泡将会是多么的惬意）。然而，在我们的电路中，晶体管大部分时间是关闭的，因此，瓦数似乎不是问题。
然后是开关速度，这个在本电路中可能是重要的。数据表建议的大约60纳秒好像是对任何T13009晶体管的。
而最后，直流电流增益大概会在5安培电流的15和39之间。它可能要远比低电流好得多。
有些人很难想象双极晶体管（场效应晶体管）是怎样工作的，所以让我略加详细地做个解释。当电流流经双极晶体管时，当时晶体管的基极电压是相当稳定的。这有点像有一个大湖，以一道长长的水平坝墙把水留在湖中。湖水水位低于大坝时，则没有水漫过大坝。如果湖水水位上升，则水溢出大坝。那个水流的量受漫过大坝的水的深度的影响非常大，由于甚至深度略有增加而导致水流的大量增加。晶体管的基极也相同，这就是为什么基极电流要用电阻限制。 没有电阻，电流将极迅速变成大安培，并通过基极/发射极结的纯粹加热烧毁晶体管。
基极电流就像集电极和发射极之间的一个阀门的设置。如果晶体管增益是200，则1毫安流入基极使得集电极和发射极之间流动200毫安，除非集电极和电池之间有一个负载——一个扼制那个电流的负载，而这是正常的情况下。例如，如果0.5毫安流入基极，则最多有100毫安 可以传递到集电极和发射极之间。任何晶体管的增益取决于电流流过晶体管的大小，而如此不同的是，唯一的方法恰当地规定它，是画一个图表。因此，印出的增益数只给出一个或两个电流。通常，电流越低来越，实际增益越高，所以如果得到的增益是在1安培下的20，而你只打算有100毫安流过它，那么你可以期望一个比20高得多的增益。在一个正在导电的单一的晶体管的基极上的电压将始终是0.7伏（或非常接近，这取决于那个特定的晶体管是如何实际制造的）。即使电流流入基极从0.1毫安增大至100毫安，那个0.7伏也保持着稳定。那么回到我们的T13009晶体管。
好了，现在我们对T13009晶体管有了一点了解，并询问了2N2222晶体管的问题，那么我们在所有数据表的网站上查找，而我们发现，最大电压为40伏。这把它排除出了我们的电路——那里的电压至少达到70伏，而2N2222晶体管会立刻毁掉。于是我们看看电流，看到它有一个一安培的0.8的最大值，这意味着它对这个电路真的是差了太远了。
我们知道，TIP3055（最初封装为2N3055）是非常受自由能建造人的欢迎的，所以我们查找并发现它可以处理高达60伏的电压、功率90瓦以及电流15安培。尽管这是一个强大的晶体管，但它的额定电压对于这个电路看起来好象过低。
那么，现在我们怎么办？一种方法是请一位电子专家给出一个合适的选项。另一种方法是查找您当地的供应商，对我来说就是 www.esr.co.uk,px 他把你带到下面这个表，这是许多表中的一个，并且具有更多的条目：
我们想要一个NPN晶体管，所以MJ11016看起来可能有100伏的容量、30安培电流和200瓦的损耗。在单一的情况下，这是一个达林顿，所以基极将接通1.4伏左右而不是0.7伏，但这在我们的电路中不应该造成任何差异。以一个1000的增益，一个简单的碳可变电阻可以用于控制基极电流。还有许多其它的晶体管可供选择。
另一种方法找到一个合适的晶体管也许要去eBay上搜索“晶体管”，看看流行什么晶体管，以及要花多少钱。另一种可能是电路尝试用场效应晶体管——如IRF740，它是一种高压、非常强大而且不贵的晶体管。然而，场效应晶体管在电压上触发，而且通过其“栅极”连接几乎没有汲取到电流，它相当于一个双极的"基极"连接，所以可能需要用电路做一些试验。
也许还值得看一看第六章亚力克斯克在他的5个电池的电路中选择什么样的晶体管。如果我们那样做，我们发现MJE13009有着相同的规格，因此几乎可以肯定与T13009晶体管是一样的，而MJE型号在eBay上是现成的。另一个晶体管是2SC3552晶体管，有着500伏的能力和150瓦的容量，并被描述为“快速响应”的晶体管。
第十二章：基础电子学
替代晶体管
最近的一个问题是在这12章电路中如何找到T13009晶体管的替代晶体管，因为看来它没有本地的供应商，而会把2N2222晶体管做替代品？
这是一个很合理的问题。因此，要回答这个问题，我们来看看电路，我们看到，晶体管的集电极要向上拉，直到它超过了电池系列的电压。有五个成一条链的12伏电池从晶体管发射极上行，而尽管那些电池上写有“12伏”，而它们每个可以充到高达14伏。这意味着晶体管集电极可以上拉到5×14 =70伏或更高的电压——如果要给电池充电的话。所以，按常理说，任何成功的替代晶体管必须至少有70伏的额定电压。
如果我们要找出晶体管或二极管的规格参数，我们可以去网站，虽然只是谷歌晶体管名，常常很快就能得到所需信息。至少，在网站上，网页的顶部有一个这样的入口部分：
而如果你键入T13009作为元件名：
然后点击搜索按钮，于是会出现这个：
那么你在蓝色的ST13009链接上点击时，它于是会出现一个略显混乱的广告显示，提供一些完全无关的元件信息。但是，如果你向下一点滚动页面，你到达一个到晶体管数据表的链接：
如果你接着点击PDF符号，你会得到提供指向pdf文件的实际链接的另一个屏幕：
点击该链接实际上是为您提供数据表，您可以本地存储来永远保存，不必再去大量搜索。
这不是一种场效应晶体管，因此我们主要关心的是它可以承受的电压、它可以承载的持续电流、在提供突发脉冲时它能处理的峰值电流、它能处理多大的功率总量、你期望能得到什么样的直流增益（即放大）、以及它能运行多快。
听起来挺复杂，但实际上很简单。不过，有一个制造业是分做晶体管和大部分其它的电子元器件的，所以，我们对这些物品正在寻找的只是一个大概数。 即，你可以有五个一模一样的晶体管在手头，但最不可能的是其中任意两个实际上是完全相同的。然而，让我们看看这个数据工作表，看看我们能找到什么：
首先，晶体管可以承受基极无连接的最大电压是400伏，这似乎比我们的电路中达到的多得多。
下一步，电流。如果在脉冲中，连续电流被规定为12安培和24安培。这似乎多于电路所需，因为12伏连接的40瓦的持续输出是一个低于4安培的电流。
接下来，瓦数零规定为100瓦（散热器无疑是需要的——想象一下手中拿着一盏点亮的100瓦灯泡将会是多么的惬意）。然而，在我们的电路中，晶体管大部分时间是关闭的，因此，瓦数似乎不是问题。
然后是开关速度，这个在本电路中可能是重要的。数据表建议的大约60纳秒好像是对任何T13009晶体管的。
而最后，直流电流增益大概会在5安培电流的15和39之间。它可能要远比低电流好得多。
有些人很难想象双极晶体管（场效应晶体管）是怎样工作的，所以让我略加详细地做个解释。当电流流经双极晶体管时，当时晶体管的基极电压是相当稳定的。这有点像有一个大湖，以一道长长的水平坝墙把水留在湖中。湖水水位低于大坝时，则没有水漫过大坝。如果湖水水位上升，则水溢出大坝。那个水流的量受漫过大坝的水的深度的影响非常大，由于甚至深度略有增加而导致水流的大量增加。晶体管的基极也相同，这就是为什么基极电流要用电阻限制。 没有电阻，电流将极迅速变成大安培，并通过基极/发射极结的纯粹加热烧毁晶体管。
基极电流就像集电极和发射极之间的一个阀门的设置。如果晶体管增益是200，则1毫安流入基极使得集电极和发射极之间流动200毫安，除非集电极和电池之间有一个负载——一个扼制那个电流的负载，而这是正常的情况下。例如，如果0.5毫安流入基极，则最多有100毫安 可以传递到集电极和发射极之间。任何晶体管的增益取决于电流流过晶体管的大小，而如此不同的是，唯一的方法恰当地规定它，是画一个图表。因此，印出的增益数只给出一个或两个电流。通常，电流越低来越，实际增益越高，所以如果得到的增益是在1安培下的20，而你只打算有100毫安流过它，那么你可以期望一个比20高得多的增益。在一个正在导电的单一的晶体管的基极上的电压将始终是0.7伏（或非常接近，这取决于那个特定的晶体管是如何实际制造的）。即使电流流入基极从0.1毫安增大至100毫安，那个0.7伏也保持着稳定。那么回到我们的T13009晶体管。
好了，现在我们对T13009晶体管有了一点了解，并询问了2N2222晶体管的问题，那么我们在所有数据表的网站上查找，而我们发现，最大电压为40伏。这把它排除出了我们的电路——那里的电压至少达到70伏，而2N2222晶体管会立刻毁掉。于是我们看看电流，看到它有一个一安培的0.8的最大值，这意味着它对这个电路真的是差了太远了。
我们知道，TIP3055（最初封装为2N3055）是非常受自由能建造人的欢迎的，所以我们查找并发现它可以处理高达60伏的电压、功率90瓦以及电流15安培。尽管这是一个强大的晶体管，但它的额定电压对于这个电路看起来好象过低。
那么，现在我们怎么办？一种方法是请一位电子专家给出一个合适的选项。另一种方法是查找您当地的供应商，对我来说就是 www.esr.co.uk,px 他把你带到下面这个表，这是许多表中的一个，并且具有更多的条目：
我们想要一个NPN晶体管，所以MJ11016看起来可能有100伏的容量、30安培电流和200瓦的损耗。在单一的情况下，这是一个达林顿，所以基极将接通1.4伏左右而不是0.7伏，但这在我们的电路中不应该造成任何差异。以一个1000的增益，一个简单的碳可变电阻可以用于控制基极电流。还有许多其它的晶体管可供选择。
另一种方法找到一个合适的晶体管也许要去eBay上搜索“晶体管”，看看流行什么晶体管，以及要花多少钱。另一种可能是电路尝试用场效应晶体管——如IRF740，它是一种高压、非常强大而且不贵的晶体管。然而，场效应晶体管在电压上触发，而且通过其“栅极”连接几乎没有汲取到电流，它相当于一个双极的"基极"连接，所以可能需要用电路做一些试验。
也许还值得看一看第六章亚力克斯克在他的5个电池的电路中选择什么样的晶体管。如果我们那样做，我们发现MJE13009有着相同的规格，因此几乎可以肯定与T13009晶体管是一样的，而MJE型号在eBay上是现成的。另一个晶体管是2SC3552晶体管，有着500伏的能力和150瓦的容量，并被描述为“快速响应”的晶体管。
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