反向击穿电压是衡量 NPN 型小功率晶体三极管耐压能力的重要参数,主要包括集电极 - 基极反向击穿电压(V (BR) CBO)、集电极 - 发射极反向击穿电压(V (BR) CEO)和发射极 - 基极反向击穿电压(V (BR) EBO)。V (BR) CBO 是指发射极开路时,集电极与基极之间所能承受的 反向电压,若超过此电压,集电结会发生反向击穿,导致反向电流急剧增大;V (BR) CEO 是指基极开路时,集电极与发射极之间的反向电压,其数值通常小于 V (BR) CBO,因为基极开路时,集电结的反向击穿会通过基区影响发射结,使得 V (BR) CEO 降低;V (BR) EBO 是指集电...
要让 NPN 型小功率三极管实现放大或开关功能,需满足特定偏置:发射结正向偏置、集电结反向偏置。发射结正向偏置指基极电压(VB)高于发射极电压(VE),硅管正向压降约 0.6-0.7V,此时发射区自由电子在电场作用下越过发射结进入基区;集电结反向偏置指集电极电压(VC)高于基极电压(VB),反向电场阻止基区空穴向集电区移动,同时 “牵引” 基区未复合的自由电子进入集电区。若偏置条件不满足,如发射结反偏,三极管会进入截止状态;若集电结正偏,则可能进入饱和状态,无法实现正常放大。用 hFE 档估测 β,β
NPN 型小功率晶体三极管的输入特性曲线是描述基极电流(IB)与基极 - 发射极电压(VBE)之间关系的曲线,通常在固定集电极 - 发射极电压(VCE)的条件下测绘。对于硅材料的 NPN 型小功率三极管,当 VCE 大于 1V 时,输入特性曲线基本重合,曲线形状与二极管的正向伏安特性相似。在 VBE 较小时,IB 几乎为零,这个区域被称为死区,硅管的死区电压约为 0.5V;当 VBE 超过死区电压后,IB 随着 VBE 的增加而快速增大,且近似呈指数关系增长,此时 VBE 基本稳定在 0.6-0.7V 的范围内,这一特性在电路设计中具有重要意义,例如在共射放大电路中,常利用这一特性设置合适的静...
NPN 型小功率晶体三极管以半导体材料为基础, 关键是 “三层两结” 结构:自上而下(或自左至右)依次为 N 型发射区、P 型基区、N 型集电区,相邻区域形成发射结和集电结。发射区采用高掺杂工艺,提升自由电子浓度,便于载流子发射;基区掺杂浓度低且厚度极薄(几微米),减少载流子在基区的复合损耗;集电区面积远大于发射区,增强载流子收集能力。三个区域分别引出电极:发射极(E)、基极(B)、集电极(C),常见 TO-92(塑封直插)、SOT-23(贴片)等封装,封装不仅保护内部结构,还通过引脚实现电路连接,适配不同安装场景。基极并加速电容,可缩短载流子存储时间,加快开关速度。线下市场低噪声放大NPN型...
集电极最大允许功耗 PCM 是指 NPN 型小功率晶体三极管在工作过程中,集电结所能承受的最大功耗,它是由三极管的结温上限决定的。三极管工作时,集电结会产生功率损耗,这些损耗会转化为热量,导致结温升高,当结温超过上限值时,三极管会因过热而损坏。PCM 的计算公式为 PCM = IC × VCE,即集电极电流与集电极 - 发射极电压的乘积。小功率 NPN 型三极管的 PCM 通常较小,一般在几十毫瓦到几百毫瓦之间,例如 9012 三极管的 PCM 约为 625mW,8050 三极管的 PCM 约为 1W。在电路设计中,必须确保三极管的实际功耗 PC = IC × VCE 小于 PCM,为了降低三...
振荡电路无需外部输入信号即可产生周期性信号,NPN 型小功率三极管作为放大器件,为电路提供能量补偿。振荡需满足相位平衡(总相移 360°)和幅值平衡(放大倍数 × 反馈系数≥1)。例如 RC 桥式振荡电路,三极管组成共射放大电路(提供 180° 相移),RC 串并联网络(提供 180° 相移)实现正反馈,产生低频正弦波(频率 f=1/(2πRC)),用于音频信号源;LC 振荡电路(如哈特莱振荡电路),三极管放大信号,LC 谐振回路选频并反馈,产生高频信号(f≈1/(2π√(LC))),用于无线电发射机的载波产生。RC 振荡调试时,VCE≈VCC/2,才能满足起振的放大条件。高频NPN型晶体三极...
在实际电路设计中,选择合适的 NPN 型小功率晶体三极管需要综合考虑多方面因素,确保所选三极管能够满足电路的性能要求。首先,根据电路的工作电流确定集电极最大允许电流 ICM,必须保证电路中集电极的最大工作电流小于 ICM;其次,根据电路的工作电压确定反向击穿电压,特别是集电极 - 发射极反向击穿电压 V (BR) CEO,要确保电路中的电源电压和动态电压峰值不超过 V (BR) CEO;然后,根据电路的功耗要求确定集电极最大允许功耗 PCM,通过计算三极管的实际功耗(PC=IC×VCE),确保 PC 小于 PCM,必要时可考虑加装散热片;另外,根据电路的放大需求选择合适的电流放大系数 β,对于...
电流放大系数是 NPN 型小功率晶体三极管的参数之一,根据测量条件的不同,主要分为直流电流放大系数(β)和交流电流放大系数(βac)。直流电流放大系数 β 是指在静态工作点处,集电极直流电流(ICQ)与基极直流电流(IBQ)的比值,即 β=ICQ/IBQ,它反映了三极管在直流状态下的电流放大能力;交流电流放大系数 βac 则是指在动态情况下,集电极电流的变化量(ΔIC)与基极电流的变化量(ΔIB)的比值,即 βac=ΔIC/ΔIB,主要用于衡量三极管对交流信号的放大能力。对于小功率 NPN 型三极管,在电流放大区域内,β 和 βac 的数值非常接近,通常可以近似认为相等。需要注意的是,β 值并...
RC 桥式振荡电路起振需满足 AF≥1(A 为放大倍数,F 为反馈系数),F=1/3(RC 串并联网络),因此 A≥3。调试时,若电路无振荡输出,首先检查放大电路是否工作在放大区,用万用表测 VCE,若 VCE≈VCC(截止)或 VCE≈0.3V(饱和),需调整偏置电阻使 VCE≈VCC/2;其次增大放大倍数,如更换 β 更大的三极管或增加放大级数;检查 RC 网络连接是否正确,确保正反馈相位无误。例如用 9014 管组成 RC 振荡电路,若 VCE=11V(VCC=12V),说明三极管截止,需减小 RB1(从 10kΩ 调至 8kΩ),使 VCE 降至 6V,满足起振条件。二极管补偿法中,二...
要使 NPN 型小功率晶体三极管正常工作,必须满足特定的偏置条件,即发射结正向偏置、集电结反向偏置。发射结正向偏置是指在基极和发射极之间施加正向电压,对于硅材料的三极管,这个正向电压通常在 0.6-0.7V 左右,此时发射区的自由电子在正向电场的作用下,会大量越过发射结进入基区;集电结反向偏置则是在基极和集电极之间施加反向电压,该电压值通常比发射结正向电压大得多,反向电场会阻止基区的空穴向集电区移动,同时能将基区中未与空穴复合的自由电子 “拉” 向集电区。当满足这两个偏置条件时,三极管内部会形成较大的集电极电流,且集电极电流会随着基极电流的微小变化而发生明显变化,从而实现电流放大功能。工业控制...
NPN 型小功率晶体三极管的参数对温度变化非常敏感,温度的变化会影响其性能。首先,温度升高时,基极 - 发射极电压 VBE 会减小,通常温度每升高 1℃,VBE 约减小 2-2.5mV,这会导致基极电流 IB 增大,进而使集电极电流 IC 增大,可能导致电路静态工作点漂移;其次,温度升高会使电流放大系数 β 增大,一般温度每升高 10℃,β 值约增大 10%-20%,β 值的增大同样会使 IC 增大,加剧工作点的不稳定;另外,温度升高还会使集电极反向饱和电流 ICBO 增大,ICBO 是指发射极开路时,集电极与基极之间的反向电流,由于 ICBO 具有正温度系数,温度每升高 10℃,ICBO 约...
贴片封装(如 SOT-23、SOT-323)与直插封装(TO-92)的 重要参数(ICM、PCM、β)相近,但散热性能和安装密度不同:直插封装引脚长,散热路径长,PCM 通常略低(如 TO-92 封装的 9013,PCM=625mW);贴片封装紧贴 PCB,可通过 PCB 铜箔散热,PCM 可提升 10%~20%(如 SOT-23 封装的 MMBT9013,PCM=700mW),且安装密度高,适合小型化设备(如手机、智能手环)。直插封装则适合手工焊接和高温环境(引脚散热好),如工业控制设备中的继电器驱动电路,便于维修更换。放大能力下降表现为输出幅度减,多因 β 值明显低于标称值。西南地区高频N...
PWM 调光电路通过改变三极管导通时间(占空比)调节 LED 亮度,占空比范围受三极管开关速度和 LED 响应时间限制。若占空比过低(如 95%),三极管导通时间过长,可能因 PC=IC×VCE 超过 PCM 导致过热。例如 LED 工作电流 300mA,VCE=0.3V(饱和时),PC=90mW,选择 PCM=200mW 的三极管(如 8050),占空比可设为 10%~90%,既避免闪烁,又确保功耗安全,同时 PWM 频率需≥100Hz,超出人眼视觉暂留范围。变压器耦合可阻抗匹配,适合高频功率放大,却体积大、成本高。西南地区抗辐射NPN型晶体三极管散热片设计随着电子技术发展,NPN 型小功...
静态工作点是三极管放大电路的 重要参数,需通过偏置电路设置,确保三极管工作在放大区。常用的偏置方式有固定偏置和分压式偏置:固定偏置通过基极电阻 RB 直接从电源取电,RB=(VCC-VBE)/IBQ,电路简单但稳定性差,适合负载固定、温度变化小的场景;分压式偏置(RB1、RB2 分压)使 VB 稳定(VB≈VCC×RB2/(RB1+RB2)),再通过发射极电阻 RE 抑制 IC 漂移,稳定性远优于固定偏置,是多数放大电路的首要选择。例如在音频放大电路中,VCC=12V,若需 IBQ=20μA、VE=2V,可设 RB2=2kΩ(VB≈2.7V)、RB1=10kΩ、RE=100Ω,确保静态工作点稳...
电流放大系数 β 并非在所有频率下都恒定,而是随信号频率升高而下降,这一特性用特征频率 fT 描述,fT 是指 β 下降至 1 时的频率,是衡量三极管高频放大能力的关键参数。小功率 NPN 管的 fT 差异较大,低频管(如 9014)fT 约 150MHz,高频管(如 S9018)fT 可达 1GHz 以上。在实际应用中,需确保工作频率远低于 fT(通常为 fT 的 1/5~1/10),才能保证稳定的放大效果。例如在 FM 收音机中频放大电路(工作频率 10.7MHz)中,选择 fT≥100MHz 的三极管(如 2SC1815,fT=110MHz),可避免因 β 下降导致的放大倍数不足。901...
针对三极管参数随温度漂移的问题,可采用 NPN 管自身组成温度补偿电路,常见的有 diode 补偿和三极管补偿。diode 补偿是将二极管与基极串联,二极管正向压降随温度变化与 VBE 一致(每升高 1℃,均下降 2-2.5mV),抵消 VBE 的漂移;三极管补偿是用另一支同型号三极管的发射结与原三极管发射结并联,利用两只管子参数的一致性,使温度漂移相互抵消。例如在共射放大电路中,基极串联 1N4148 二极管,当温度升高 10℃,VBE 下降 25mV,二极管正向压降也下降 25mV,确保 IB 基本不变,IC 稳定。电源端并 0.1μF 陶瓷电容和 10μF 电解电容,可抑制电源噪声。汽车...
集电极最大允许电流 ICM 是指 NPN 型小功率晶体三极管在正常工作时,集电极所能通过的最大电流值。当集电极电流 IC 超过 ICM 时,三极管的电流放大系数 β 会明显下降,虽然此时三极管可能不会立即损坏,但会导致电路的放大性能变差,无法满足设计要求。ICM 的数值与三极管的封装形式、散热条件密切相关,相同型号的三极管,采用散热性能更好的封装时,ICM 会有所增大;同时,若电路中为三极管配备了散热片,也能在一定程度上提高 ICM 的实际可用值。小功率 NPN 型三极管的 ICM 通常在几十毫安到几百毫安之间,例如常用的 9013 三极管,其 ICM 约为 500mA,而 9014 三极管的...
共集放大电路又称射极输出器,在该电路中,集电极作为公共电极,输入信号加在基极和集电极之间,输出信号从发射极和集电极之间取出。NPN 型小功率三极管在共集放大电路中同样工作在放大区,其 重要特点是电压放大倍数小于 1 且近似等于 1,输出电压与输入电压同相位,即输出电压跟随输入电压变化,因此也被称为电压跟随器。虽然共集放大电路的电压放大能力较弱,但它具有输入电阻高、输出电阻低的优点,输入电阻高可以减小信号源的负载效应,输出电阻低则可以提高电路的带负载能力,能够驱动阻抗较低的负载。基于这些特点,共集放大电路常用于多级放大电路的输入级、输出级或中间隔离级,例如在测量仪器的输入电路中,采用共集放大电路...
RC 桥式振荡电路起振需满足 AF≥1(A 为放大倍数,F 为反馈系数),F=1/3(RC 串并联网络),因此 A≥3。调试时,若电路无振荡输出,首先检查放大电路是否工作在放大区,用万用表测 VCE,若 VCE≈VCC(截止)或 VCE≈0.3V(饱和),需调整偏置电阻使 VCE≈VCC/2;其次增大放大倍数,如更换 β 更大的三极管或增加放大级数;检查 RC 网络连接是否正确,确保正反馈相位无误。例如用 9014 管组成 RC 振荡电路,若 VCE=11V(VCC=12V),说明三极管截止,需减小 RB1(从 10kΩ 调至 8kΩ),使 VCE 降至 6V,满足起振条件。选型时需结合电路需...
共基放大电路以基极接地,输入信号加在 EB 间,输出信号从 CB 间取出。NPN 型小功率管在该电路中工作在放大区,优势是频率响应好(上限截止频率高),因基极接地减少了极间电容的影响,适合高频信号放大;缺点是电流放大倍数 < 1(Ai≈α0,三极管导通,LED 点亮;当电压低于 2.7V 时,IB=0,LED 熄灭。例如检测 1.5V 干电池,基极电阻 RB=(1.5-0.7)/10μA=80kΩ,当电池电压≥0.7V 时,LED 点亮,直观判断电池是否有电。此外,还可制作 continuity 测试仪,通过三极管放大电流,使蜂鸣器发声,检测电路通断。用 hFE 档估测 β,β
LC 振荡电路的频率稳定性由 LC 谐振回路的 Q 值决定,Q 值越高,频率稳定性越好。小功率 NPN 管的极间电容(尤其是 Cbc)会影响 LC 回路的等效电容,导致频率漂移,解决方法是选择 Cbc 小的高频三极管(如 2SC3355),并在三极管与 LC 回路间加入隔离电路(如共基电路),减少极间电容对回路的影响。此外,采用温度系数小的电容(如云母电容)和电感(如密封电感),可进一步降低温度变化对频率的影响。例如在 27MHz 的无线话筒振荡电路中,用 Cbc=1.5pF 的 2SC3355 管,配合云母电容(温度系数 ±50ppm/℃),频率漂移可控制在 ±1kHz 以内。RC 振荡电路...
NPN 型小功率晶体三极管以半导体材料为基础, 关键是 “三层两结” 结构:自上而下(或自左至右)依次为 N 型发射区、P 型基区、N 型集电区,相邻区域形成发射结和集电结。发射区采用高掺杂工艺,提升自由电子浓度,便于载流子发射;基区掺杂浓度低且厚度极薄(几微米),减少载流子在基区的复合损耗;集电区面积远大于发射区,增强载流子收集能力。三个区域分别引出电极:发射极(E)、基极(B)、集电极(C),常见 TO-92(塑封直插)、SOT-23(贴片)等封装,封装不仅保护内部结构,还通过引脚实现电路连接,适配不同安装场景。固定偏置电路简单,稳定性差,适合负载和温度变化小的场景。工业领域批量采购NPN...
ICEO 是基极开路时集电极 - 发射极反向电流,ICEO≈(1+β) ICBO,因 β 和 ICBO 均随温度升高而增大,ICEO 的温度敏感性极强,会导致电路静态电流增大,功耗上升。抑制 ICEO 的方法:一是选择 ICBO 小的硅管,硅管 ICBO 远小于锗管;二是在基极与地之间接泄放电阻 RB,使 IB=ICEO/(1+β),减小 ICEO 对 IC 的影响;三是采用分压式偏置电路,通过 RE 的负反馈稳定 IC。例如在高精度电流源电路中,基极接 100kΩ 泄放电阻,当 ICEO=10μA(β=100)时,IB=0.1μA,对 IC 的影响可忽略不计,确保电流源输出稳定。Cbc 易形...
LC 振荡电路的频率稳定性由 LC 谐振回路的 Q 值决定,Q 值越高,频率稳定性越好。小功率 NPN 管的极间电容(尤其是 Cbc)会影响 LC 回路的等效电容,导致频率漂移,解决方法是选择 Cbc 小的高频三极管(如 2SC3355),并在三极管与 LC 回路间加入隔离电路(如共基电路),减少极间电容对回路的影响。此外,采用温度系数小的电容(如云母电容)和电感(如密封电感),可进一步降低温度变化对频率的影响。例如在 27MHz 的无线话筒振荡电路中,用 Cbc=1.5pF 的 2SC3355 管,配合云母电容(温度系数 ±50ppm/℃),频率漂移可控制在 ±1kHz 以内。简易通断测试仪...
针对三极管参数随温度漂移的问题,可采用 NPN 管自身组成温度补偿电路,常见的有 diode 补偿和三极管补偿。diode 补偿是将二极管与基极串联,二极管正向压降随温度变化与 VBE 一致(每升高 1℃,均下降 2-2.5mV),抵消 VBE 的漂移;三极管补偿是用另一支同型号三极管的发射结与原三极管发射结并联,利用两只管子参数的一致性,使温度漂移相互抵消。例如在共射放大电路中,基极串联 1N4148 二极管,当温度升高 10℃,VBE 下降 25mV,二极管正向压降也下降 25mV,确保 IB 基本不变,IC 稳定。多级放大电路级间耦合有阻容、直接、变压器三种方式。工业领域高精度NPN型晶...
NPN 型小功率晶体三极管的输入特性曲线是描述基极电流(IB)与基极 - 发射极电压(VBE)之间关系的曲线,通常在固定集电极 - 发射极电压(VCE)的条件下测绘。对于硅材料的 NPN 型小功率三极管,当 VCE 大于 1V 时,输入特性曲线基本重合,曲线形状与二极管的正向伏安特性相似。在 VBE 较小时,IB 几乎为零,这个区域被称为死区,硅管的死区电压约为 0.5V;当 VBE 超过死区电压后,IB 随着 VBE 的增加而快速增大,且近似呈指数关系增长,此时 VBE 基本稳定在 0.6-0.7V 的范围内,这一特性在电路设计中具有重要意义,例如在共射放大电路中,常利用这一特性设置合适的静...
共射放大电路是 NPN 型小功率管的经典应用,发射极接地,输入信号加在 BE 间,输出信号从 CE 间取出。电路中,RB(基极偏置电阻)控制 IB,确定静态工作点;RC(集电极负载电阻)将 IC 变化转化为 VCE 变化,实现电压放大。该电路的优势是电压放大倍数高(Av=-βRC/ri,ri 为输入电阻)、电流放大倍数大,缺点是输入电阻小、输出电阻大,输出信号与输入信号反相。例如在音频前置放大电路中,用 9014 管组成共射电路,将麦克风输出的 mV 级信号放大至 V 级,为后级功率放大提供信号源。共基电路输入阻抗低、输出阻抗高,适合做电流缓冲器。定制需求低噪声NPN型晶体三极管散热片设计NP...
共射放大电路的失真,有截止失真和饱和失真:截止失真是因静态工作点过低,输入信号负半周使三极管进入截止区,输出信号正半周被削波,解决方法是减小 RB(增大 IBQ)或提高 VCC;饱和失真是因静态工作点过高,输入信号正半周使三极管进入饱和区,输出信号负半周被削波,解决方法是增大 RB(减小 IBQ)、减小 RC 或降低 VCC。例如当输入正弦信号时,若示波器显示输出波形顶部被削,为截止失真,可将 RB 从 100kΩ 调至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,为饱和失真,可将 RC 从 2kΩ 调至 3kΩ,降低 ICQ。选 ICBO 小的硅管,或在基极接地接泄放电阻,可抑制 ICEO。西南地区...