晶体管2N2222:你需要知道的一切

2020-11-08 12:58:06

晶体管2N2222或PN2222是与BC548一起使用最多的晶体管。所以,如果你喜欢DIY,而且你是一个制造者,那么在某个时候你肯定需要一台这样的设备。在这种情况下,PN2222是一款低功耗硅晶体管,专为线性放大和开关应用而设计。

之所以如此受欢迎,是因为它擅长放大小电流和中小电压,以及能够在中高频下工作。这意味着它有广泛的用途,在业余无线电爱好者中很受欢迎。知情的人会知道,它是用于建造BitX收发机的晶体管之一,或者它让诺卡尔业余无线电俱乐部(Norcal Amateur Radio Club)在1999年发起了一项挑战,即在没有任何额外IC的情况下,用22个这样的晶体管建造一台无线电收发机。

与BC548一样,它也是通过外延工艺制造的。它也是一种双极晶体管和NPN型。目前,它有几种可能的封装形式,如塑料TO-92,这通常是最常见的表示形式,也有其他形式,如TO-18,SOT-23,SOT-223等。

由于收音机或晶体管是以我们所说的这种设备命名的,所以我想非常简要地介绍一下晶体管是什么,并简单介绍一下它的历史。晶体管只不过是类似于开关的设备,具有放大信号的能力。也就是说,它们是原始真空管或真空阀的替代品,这些真空管或真空阀带来了如此多的问题。

这些阀门与传统灯泡相似,因此它们可能会熔化,因此必须频繁更换。它们也很大,不允许制造小家电。它们产生的热量也是一个问题。随着固态电子(也就是半导体)的出现,人们可以创造出更便宜、更小巧、更可靠的这种设备。

晶体管这个名字来源于Transfer(转移)和Retor(电阻)两个词,也就是英语中的Transfer电阻器(转移电阻器)。记住,电阻器就是电阻器。此外,如你所知,这项发明起源于欧洲,物理学家Lilienfeld(1925年)获得了第一批专利。这在一定程度上领先于它的时代,因为在那个十年或下一个十年里还没有发现它的实际应用,而且它是一种场效应晶体管,这是一个甚至比双极更先进的概念。

1934年,奥斯卡·海尔也在德国制造了类似的装置,后来罗伯特·波尔和鲁道夫·希尔施也在德国一所大学做了与这种装置相关的实验。几乎同时,美国电话电报公司(AT&;T;)的贝尔实验室(Bell Labs)的实验也没有成功,直到二战结束后,他们的运气发生了变化,当他们从欧洲战场返回时,他们通过想出“焕然一新”的想法找到了解决方案。

约翰·巴丁、怀特·布拉顿和威廉·肖克利获得了历史上第一个晶体管的专利,并获得了诺贝尔奖。1948年,他们发明了接触晶体管,这是一种非常大、非常粗糙、不切实际的设备,制造成本很高,有时会出现故障,在某些情况下不得不更换。从那时起,它们将演变为电流晶体管。

但是如果你想知道这个彻底改变了电子学和科技界的设备是如何工作的,我在这里给你一个晶体管和液压系统的比喻,我想你不会找到比这个例子更好的来捕捉晶体管工作原理的例子了:。

可以看出,当向NPN晶体管的基极提供电流时,电流从集电极传递到发射器。但它放大了它,因为如果你看这张图片,从底部和收集器流出的水都被加了进来。这是一种非常简单的类似方法,尽管在电子系统中你应该用电子代替水。

如果你想从半导体区(即负载载体)的运行角度来看一幅稍微更有启发性的图景,下面是另一幅图景:

在这幅图中,你可以看到,当负电压施加到发射器上时,它会推动负电荷载流子(电子),而在底部,正电荷载流子(空穴)会“吸收”电子,这样电子就可以跳入集电极中。

在PNP的情况下,这是相似的,但它改变了极化或连接晶体管的方式。

2N2222或PN2222通常是飞利浦半导体公司生产的,虽然我们也可以找到其他制造商,如历史悠久的飞兆半导体,德国西门子,COMSET半导体,SEMICOA等。它有一个变种,称为2N2222A。

2N2222A采用TO-18金属封装,因其坚固耐用、可接受的温度范围等特点,可用于军事应用(MIL-STD)。如果我们查看这些制造商提供的数据表,我们将发现该晶体管的特性如下。

等价物:你可以使用我们在上一篇文章中看到的BC548,但记住在颠倒集电极和发射极引脚时要把它调到180度。您也可以使用特性非常相似的2N3904,但它只能承载2N2222支持的电流的十分之一。如果该电路只适用于小信号,那么它完全可以被替换。此外,2N2219也类似,但功率更大。在这种情况下,由于它具有TO-39格式(高达3W)并支持高达300兆赫,因此可用于高频和甚高频的发射机和放大器,甚至可用于输出功率为1至2瓦的一些超高频情况。

数据表是一份文档,通常是PDF格式,其中包含电子设备的详细特性。它们是由制造商根据其产品的特点自行创建的,因此,我们可以发现,不同制造商的2n2222上的两个数据表中的参数并不相同。您可以在此处下载其中的一些内容: