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,采用共集放大电路可以减少对被测信号的影响;在功率放大电路的输出级前,使用共集放大电路可以起到缓冲作用,提高整个电路的带负载能力。直接耦合无电容,适合低频和直流,易集成但有零点漂移。华东地区特殊封装NPN型晶体三极管响应时间10ns
温度对 NPN 型小功率三极管参数影响比较明显:一是 VBE 随温度升高而减小,每升高 1℃,VBE 下降 2-2.5mV,可能导致 IB 增大、IC 漂移;二是 β 随温度升高而增大,每升高 10℃,β 增大 10%-20%,加剧 IC 不稳定;三是集电极反向饱和电流 ICBO(发射极开路时 CB 反向电流)随温度升高呈指数增长,每升高 10℃,ICBO 翻倍,而 ICEO(基极开路时 CE 反向电流)≈(1+β) ICBO,变化更剧烈。例如在高温环境(如汽车电子)中,需通过温度补偿电路(如并联二极管)抵消温度对参数的影响。定制需求高速开关NPN型晶体三极管机构认证用 hFE 档估测 β,β<10 或无显示,说明放大能力失效。
共集放大电路(射极输出器)以集电极接地,输入信号加在 BC 间,输出信号从 BE 间取出。NPN 型小功率管在该电路中工作在放大区, 重要特点是电压放大倍数≈1(Av<1),输出与输入同相(无反相),输入电阻高(ri≈βRL,RL 为负载电阻)、输出电阻低(ro≈ri/β)。虽无电压放大能力,但带负载能力强,常用于多级放大电路的输入级、输出级或隔离级。例如在传感器信号采集电路时,共集电路作为输入级,高输入电阻可减少对传感器输出信号的衰减;在 LED 驱动电路中,作为输出级,低输出电阻可稳定 LED 工作电流。
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。手机等小型设备用贴片三极管,高安装密度适配设备小型化。
常见故障有:一是三极管烧毁,多因 IC 超过 ICM、PC 超过 PCM 或 VCE 超过 V (BR) CEO,排查时用万用表测 CE 间电阻,若为 0Ω(短路)或无穷大(开路),说明烧毁,需更换参数匹配的三极管;二是放大能力下降,表现为输出信号幅度减小,测 β 值若明显低于标称值,需更换三极管;三是开关失控,导通时 CE 压降过大(未饱和),需增大 IB(减小 RB),截止时 IC 过大(漏电),需更换质量合格的三极管;四是温度漂移,IC 随温度升高而增大,需增加温度补偿电路(如在 RB 旁并联负温度系数热敏电阻)。继电器驱动电路中,需并续流二极管防线圈反向电动势击穿三极管。工业领域低噪声放大NPN型晶体三极管价格优惠
老式矿石收音机用锗管,因成本低,对性能要求也低。华东地区特殊封装NPN型晶体三极管响应时间10ns
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 约增大一倍,而 ICEO(基极开路时集电极与发射极之间的反向电流)约为 ICBO 的(1+β)倍,因此 ICEO 随温度的变化更为明显,这会导致三极管的稳定性下降,甚至在无信号输入时出现较大的输出电流。华东地区特殊封装NPN型晶体三极管响应时间10ns
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