2N3904是什么管？2N3904引脚图和参数+2N3904用途+2种应用实例
元器件选型替换发布于 • 阅读量 18032
百芯EMA-国内DFM分析工具 :PCB/PCBA 3D仿真+BOM物料管理+PCB/PCBA DFM 可制造性分析
今天给大家分享的是：2N3904 三极管
EMA
一、2N3904是什么管？
2N3904 是一个NPN 晶体管，用于通用开关或低功率放大应用。主要设计用于中压、低功率应用，并以中等高速运行。
2N3904
二、2N3904引脚图和参数
2N3904 晶体管由三个引脚组成：
- 引脚1（发射极）：电流将流过该端子。
- 引脚2（基极）：该引脚控制晶体管偏置。
- 引脚3（集电极）：整个端子的电流供应。
引脚图
2N3904引脚图和参数
三、2N3904三极管参数
1、规格
- 集电极电流 (Ic)（最大值）：200mA
- 直流电流增益或 hFE（最大值）：300
- 直流电流增益或 hFE（最小值）：100 @ 150mA，10V
- 集电极发射极电压（Vce）：40V
- 基极至发射极电压（Vbe）：6V
- 集电极到基极电压（Vcb）：60V
- Ib、Ic条件下Vce饱和度（最大值）：500mV @ 50mA、500mA
- 功率 – 最大：800mW
- 频率-转换：100MHz
- 封装/外壳：TO-39-3、TO-205AD
2N3904
2、特征
- 高电压增益：2N3904具有高电压增益，适合用于放大电路。
- 低噪声：晶体管具有低噪声系数，在低电平信号放大应用中非常有用。
- 高电流增益：2N3904具有高电流增益，这适合驱动继电器和灯等负载。
- 开关速度快：晶体管的开关速度快，非常适合用于开关应用。
- 成本低：2N3904 价格便宜。
四、2N3904晶体管工作原理
在 2N3904 晶体管中，大多数电荷载流子是电子，因此它们总是带负电。该晶体管的状态可以根据基极端子处的小电压（例如0.7V）从反向偏压变为正向偏压以导通。
2N3904 NPN三极管工作原理图
2N3904 NPN三极管工作原理图
正常工作条件：
- 基极电压 (Vb) > 发射极电压 (Ve)。
- 集电极电压 (Vc) > 基极电压 (Vb)。
如果基极引脚连接到 GND 端子，则发射极和集电极端子都反向偏置或保持开路。同样，一旦信号被提供给基极引脚，它将被正向偏置。
2N3904三极管的高增益值为300，这决定了它的放大能力。集电极端子上的最大电流供应为200mA，因此消耗超过200mA的负载不能通过该晶体管连接。一旦向基极端子提供电流源，晶体管就可以被偏置。该 IB 电流必须限制为 5mA。
2N3904晶体管工作原理
当2N3904 NPN晶体管完全偏置时，它允许最大200mA的电流流过两个特定端子，即发射极和集电极，这个特定阶段称为饱和区。此外，集电极-发射极/集电极-基极端子分别能够处理 40V 和 60V 的典型电压。
一旦基极电流分离，晶体管就会关断，所以这个阶段称为截止区，VBE可能在600mV左右。
五、2N3904可以用什么三极管替代
1、等效晶体管
BC636、BC547、BC549、BC639、2N2222 TO-18、2N2222 TO-92、2N2369、2N3906、2N3055、2SC5200 等。
2N3904 与 2N2222
2、2N3904贴片
2N3904贴片为MMBT3904。
2N3904三极管贴片为MMBT3904
六、2N3904用途
1、2N3904作为开关
2N3904晶体管可以有效地用作电子电路中的开关，允许使用较小的控制信号控制较大的电流或电压。当用于开关模式时，晶体管工作在截止区或饱和区，为电路提供“开”或“关”状态。
使用 2N3904 晶体管作为开关的分步指南：
1）了解引脚排列
必须要了解2N3904 晶体管的引脚配置。发射极通常接地（公共参考），基极接收控制信号，集电极连接负载或被切换的电路；
2）确定负载要求
确定要使用晶体管开关控制的负载，确定负载的电压和电流规格，这些规格将影响合适电阻的选择和晶体管的功率处理能力。
3）选择基极电阻
计算使晶体管饱和并完全“导通”所需的基极电流 (IB)。基极电流由负载电流 (IL) 和晶体管的电流增益 (hfe) 决定。
计算所需的基极电流：
IB = IL / hfe
选择一个基极电阻 (RB)，将基极电流限制在安全范围内，通常约为计算值的 1/10。
计算基极电阻（RB）：
RB = (Vcontrol – VBE) / IB
- Vcontrol 是控制信号电压
- VBE 是基极-发射极压降（硅晶体管约为 0.7V）
4）连接晶体管
按照电路图连接元件。
- 将晶体管的发射极连接到地或公共参考点。
- 将集电极连接到正电源电压和负载。
- 通过基极电阻将基极连接到控制信号。
- 连接负载和电源时确保极性正确；
5）测试和操作
将控制信号施加到晶体管的基极。
- 当基极电流超过阈值时，晶体管进入饱和区并在集电极和发射极之间传导电流，从而有效地“打开”负载。
- 当控制信号被移除或降低到阈值以下时，晶体管进入截止区域，将负载“关闭”；
6）保护措施
采用反激二极管或钳位电路等保护元件来抑制开关操作期间产生的电压尖峰，确保晶体管和其他元件的功能。
2N3904晶体管作为开关实际案例
首先使用 2N3904 NPN 晶体管控制简单的 LED 开/关状态如下图所示，集电极供电，LED在发射极连接电阻（限流），另一端接地。
2N3904晶体管作为开关
由于基极没有施加电压，因此 2N3904 处于反向偏置状态，因此 LED 熄灭。现在，当我们在基端施加 5V 电压时，2N3904 获得正向偏置，现在 LED 亮起，如下图所示：
2N3904晶体管作为开关
在上面的模拟中，控制了一个简单的 LED 并使用了手动开关。
2、2N3904作为放大器
2N3904晶体管通常用作电子电路中的通用放大器。其多功能特性和可用性使其适用于需要信号放大的各种应用。当用作放大器时，2N3904 在其有源区域工作，在此区域小输入信号被放大以产生更大的输出信号。
使用 2N3904 晶体管作为放大器的分步指南：
1）引脚排列
熟悉2N3904晶体管的引脚配置，和上面的一样。
2）偏置晶体管
通过向基极-发射极结施加合适的电压，为晶体管建立合适的直流偏置。
该偏置电压决定晶体管的工作点并确保其保持在有源区。使用由电阻组成的分压器网络来创建所需的偏置电压。有关推荐的偏置条件，可以看Datasheet。
3）耦合电容
采用耦合电容来阻挡直流电压，只允许输入和输出信号的交流分量通过。将一个电容与基极端子的输入信号串联，将另一个电容与集电极端子的输出信号串联。电容可防止直流偏置影响输入和输出信号。
4）负载电阻
在集电极端子和正电源电压之间连接一个负载电阻。负载电阻决定放大器的增益，为放大信号提供负载。
5）输入和输出阻抗匹配
为了确保输入和输出级之间有效的信号传输，放大器的输入阻抗与源阻抗匹配，放大器的输出阻抗与负载阻抗匹配。阻抗匹配优化了功率传输并最大限度地减少了信号反射。
6）测试和调整
将输入信号施加到基极端子并观察负载电阻两端的放大输出信号。调整偏置网络（例如分压器电阻）以达到所需的工作点并优化放大器的性能。使用示波器或万用表测量和分析输入输出信号。
7）稳定性和补偿
如有必要，可添加电容或电阻等补偿元件，以提高稳定性并防止放大器电路振荡。组件通常根据放大器的频率响应和所需带宽来确定。
8）放大器电路配置
- 共发射极放大器
- 共集电极放大器
- 共基极放大器
在上述类型中，共发射极类型是最流行且最常用的配置。当用作放大器时，晶体管的直流电流增益可以使用以下公式计算：
直流电流增益 = 集电极电流 (IC) / 基极电流 (IB)
2N3904作为放大器实例
下面为元器件清单：
2N3904作为放大器元器件清单
在这个使用晶体管 2N3904 的简单放大器电路中，任何输入信号都需要通过电容C1。输入是从滤波器中去除除声音信号之外的所有信号后到 Q1 基极的馈电。Q1 设置为放大器电路的共发射极版本。
Q1的分压电路需要连接R1和R2。Q1集电极输出信号不足。因此，现在必须再次通过 Q2 和 Q3 增加该信号。该电路包括 Q2 和 Q3 的达林顿电路。现在，信号具有更好的增益，从那里通过 C3 驱动至 SP1 扬声器。
使用晶体管 2N3904 的简单放大器电路
3、2N3904其他用途
- 放大器
- 驱动器模块（LED、电机或继电器驱动器）
- 开关
- 电压调节器
- 转换器
- 定时器
- 频率调制器
- PWM（脉宽调制）
- 信号处理电路
- 音频电路
- 电源电路
- 比较器
以上就是今天的内容，大家记得关注我们EMA。
关于电子元器件选型替换的更多内容，欢迎阅读以下文章：
