TIP31C三極管的參數(shù)、引腳排列及應(yīng)用電路

今天是 TIP31C 三極管，主要是以下幾個方面：

1、TIP31C 是什么管?

2、TIP31C 引腳排列圖

3、TIP31C CAD 模型

4、TIP31C 三極管參數(shù)

5、TIP31C 用在哪里?

6、TIP31C 的工作原理

7、TIP31C 三極管可用什么代替?

8、TIP31C 應(yīng)用電路

一、TIP31C 是什么管?

TIP31C 是一種 典型的 NPN 晶體管，采用 TO-220 封裝，經(jīng)常被用于中間功率提交。 TIP31C通過連接三個具有不同摻雜的半導(dǎo)體單元而設(shè)計的中央單元(基極)很薄，另外兩個外部區(qū)域(發(fā)射極和集電極)被大量摻雜。

TIP31C 系列晶體管的最大負(fù)載電壓為 100V，但集電極電流約為 3A。 該晶體管用于放大和通用應(yīng)用。

一旦將該晶體管用作開關(guān)，它就能夠快速切換并一次驅(qū)動不同的負(fù)載。 也可以用于音頻放大級。

二、TIP31C引腳排列圖

TIP31C 是NPN 功率晶體管。 與任何其他晶體管一樣，它具有三個引腳，即 發(fā)射極、基極 和 集電極，TIP31C的引腳配置如下所示。

TIP31C引腳排列圖

TIP31C引腳排列圖

三、TIP31C CAD 模型

1、TIP31C 電路符號

TIP31C 電路符號

2、TIP31C封裝尺寸

TIP31C 電路符號

3 、TIP31C 3D模型

TIP31C 電路符號

四、TIP31C三極管參數(shù)與特性

TO-220 封裝

工作溫度范圍為 -65 至 +150 C

NPN型三極管

中功率晶體管

直流增益最大和最小值 10 – 50

集電極電流 Max 為 3A

最大過渡頻率為 3 MHz

集電極至發(fā)射極電壓最大值為 100V

集電極電流耗散最大為 40 W

集電極至基極電壓最大值為 100V

發(fā)射極至基極電壓最大值為 5V

許通過晶體管基極的最大電流：1A DC

飽和電壓低

易驅(qū)用品

操作區(qū)域非常安全

對于失真較少的配對設(shè)計

簡單的提手和攜帶

TIP31C三極管參數(shù)

五、TIP31C用在哪里?

這里有3種情況可以應(yīng)用TIP31C。

1、第一種情況

在第一種情況下，使用微控制器脈沖來控制 TIP31C，因為它具有高速和增益響應(yīng)。 因此，TIP31C 將用于高速開關(guān)。

2、第二種情況

想要放大信號時，TIP31C 的放大系數(shù)相當(dāng)不錯，重要的是增益幾乎是線性的。 因此，這些特性使 TIP31C 成為放大應(yīng)用的最佳選擇之一。

3、第三種情況

當(dāng)你需要一個用于中等功率負(fù)載的簡單開關(guān)設(shè)備時，TIP31C 是市面上最基本的晶體管之一，既容易獲得又便宜。 它具有適合許多應(yīng)用的電氣特性，非常受歡迎。 因此，TIP31C 最適合選擇隨機(jī)開關(guān)設(shè)備。

六、TIP31C 的工作原理

TIP31C可以像任何其他功率晶體管一樣使用。 在這里，將在共發(fā)射極配置中使用 TIP31C 來了解其工作原理。

TIP31C 的工作原理

在上面的電路中，我們使用 TIP31C 作為簡單的開關(guān)設(shè)備。 如圖所示，我們使用小型直流電機(jī)作為負(fù)載，用于打開晶體管的觸發(fā)器由控制單元提供(不是微控制器，因為微控制器不能提供 300mA)。 控制單元向晶體管的基極提供+5V 脈沖，控制單元接地必須強(qiáng)制連接到晶體管發(fā)射極。

提供 10Ω 電阻用于限制通過基極的電流。 基極限流電阻很重要。 可以通過計算準(zhǔn)確選擇：

通過 基極 的最大電流 = 1 Amp

選擇 基極電流 = 0.9 Amp

基極 和 發(fā)射極 之間的最大電壓 = 5 V

選擇 Vbe = 4.5V

電阻 R 兩端的電壓 = 控制單元電壓輸出 – 4.5 = XX V

電阻 R = XX/0.9 = YYΩ。

如電路所示，將 YY Ω 電阻與基極串聯(lián)。

TIP31C 的工作原理

在正常情況下，晶體管將關(guān)閉，因為它們沒有基極電流。 當(dāng)控制單元電壓脈沖達(dá)到基極時，電流流過晶體管的基極。 有了基極電流，晶體管就會導(dǎo)通。 這樣就會有集電極電流流過 發(fā)動機(jī)。 所以電機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)將一直旋轉(zhuǎn)，直到有基極電流。

當(dāng)控制單元輸出變低時，基極電流變?yōu)榱?，?dāng)基極電流變?yōu)榱銜r，晶體管將關(guān)閉。 因此 集電極電流也變?yōu)榱?，使發(fā)動機(jī) 停止。

這樣我們就可以把TIP31C當(dāng)作開關(guān)器件來使用了。 上面使用的電路是一個簡單的測試電路，不是應(yīng)用電路。 如果沒有像 散熱器、反激二極管等那樣的安排使用它會損壞設(shè)備。

要將 TIP31C 用作放大器，需要考慮電流增益特性。 因此，我們將介紹 TIP31C 的 電流增益圖，以便更好地理解。 TIP31C的典型DC GAIN 圖如下所示。

TIP31C 電流增益

從圖中可以看出，當(dāng) 集電極 電流為 1000mA 或 1A 時，增益乎為 100。 當(dāng) 集電極電流為 2000mA 或 2A 時，增益 降至 60。 當(dāng)集電極電流超過 2A 時，增益幾乎是線性的。 此參數(shù)值對 放大器很重要。 通過考慮這些范圍，我們可以做出適當(dāng)?shù)陌才乓垣@得更好的性能。

六、TIP31C三極管可用什么代替?

1、TIP31C 等價物

TIP31A、2N6122、TIP31B、MJE340K、SW4F013。

2、TIP31C替換型號

TIP122 、TIP121、TIP120、2N6288、2N6290、2N6292

但我們需要在仔細(xì)更改電流、電壓和增益等可能造成永久性傷害的參數(shù)(電流、電壓和增益)之前驗證該晶體管的不同參數(shù)。

七、TIP31C 應(yīng)用電路

1、達(dá)林頓 TIP31C NPN 晶體管驅(qū)動直流電機(jī)

一般來說，電位器不能直接控制直流電機(jī)的速度，因為它們會消耗大量電流，因此更有可能燒毀電位器。 作為替代方案，可以更改具有少量電流的電位器來運行帶有達(dá)林頓對 TIP31C NPN 晶體管的直流電機(jī)。

所以使用達(dá)林頓晶體管驅(qū)動直流電機(jī)的電路如下圖所示。 該電路可由電位器、達(dá)林頓晶體管(TIP31C NPN 晶體管)、1N4148 二極管和直流電機(jī)構(gòu)成。 在上面的電路中，線性電位器連接在 Vs 和 0V 之間。

達(dá)林頓晶體管驅(qū)動直流電機(jī)

這樣電位器中滑動端的電壓將始終處于任何位置，否則它們將停留在兩個電路電壓之間。 一旦少量電流流過電位器內(nèi)的滑動端，電壓就會立即被一對達(dá)林頓晶體管改變。

來自可變電阻的電流可以通過大大增加電流來改變整個兩個晶體管的流動并且可以通過可變電阻器來控制。

該電路的主要缺點是，達(dá)林頓晶體管不是完全線性的，因此對于可變電阻指定旋轉(zhuǎn)的直流電機(jī)速度的修改在其范圍的中心會更加微妙。 由于直流電機(jī)是電感負(fù)載，它會產(chǎn)生可能損壞第二個晶體管的“反電動勢”。 像 1N4148 這樣的二極管可以通過短路這個反電動勢來防止這種傷害。 該電路的電源可直接由整流器提供。 該整流器將有助于防止電機(jī)“低速”卡住。 提供的最大電源電壓為 60V，最高電機(jī)電流利用率為 3A。

2、TIP31C NPN 晶體管開關(guān)電路

簡單的開關(guān)是晶體管在電子電路中最基本的應(yīng)用之一。 簡單地說，當(dāng)向基極提供電壓時，晶體管會在集電極-發(fā)射極溝道中傳導(dǎo)電流。 當(dāng)不存在基極電壓時，開關(guān)關(guān)閉。 當(dāng)基極電壓存在時，開關(guān)打開。

LED：這是一個 8 毫米的紅色 LED。

R1(470)：這個 470 電阻限制流過 LED 的電流，防止它燒壞，歐姆定律可用于計算電阻允許流過的電流量。

TIP31C：這是一個基本的 NPN 晶體管。 集電極連接到 R1 和 LED，而發(fā)射極接地。 當(dāng)打開晶體管時，電流通過集電極和發(fā)射極，從而點亮 LED。 當(dāng)晶體管關(guān)閉時，它起到絕緣體的作用，LED 不發(fā)光。

S1：此開關(guān)決定電流是否可以流向基極，關(guān)閉此開關(guān)會激活晶體管，導(dǎo)致電流流過 LED。 因此，關(guān)閉此開關(guān)會激活 LED，即使它沒有直接連接到 LED 電路。

TIP31C NPN 晶體管開關(guān)電路

3、TIP31C 三極管作為放大器

晶體管通過放大微弱信號起到放大器的作用。 當(dāng)向發(fā)射極-基極結(jié)提供直流偏置電壓時，它保持正向偏置。 無論信號的極性如何，都會保持這種正向偏置。

由于輸入電路中的低電阻，輸入信號的每一個微小變化都會導(dǎo)致輸出發(fā)生很大變化。 輸入信號的發(fā)射極電流流向集電極電流，然后流經(jīng)負(fù)載電阻 RL，在其兩端產(chǎn)生高電壓降。 結(jié)果，小輸入值導(dǎo)致大輸出電壓，表明晶體管起到放大器的作用。

TIP31C 三極管作為放大器

4、其他應(yīng)用

直流電機(jī)調(diào)速

照明系統(tǒng)

脈寬調(diào)制應(yīng)用

繼電器驅(qū)動器

開關(guān)電源

音頻放大器

信號放大器