NPN 型小功率晶體三極管的輸出特性曲線是以基極電流(IB)為參變量,描述集電極電流(IC)與集電極 - 發(fā)射極電壓(VCE)之間關(guān)系的一族曲線。輸出特性曲線通常分為三個區(qū)域:截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。截止區(qū)是指 IB=0 時的區(qū)域,此時 IC 很小,近似為零,三極管相當(dāng)于開路,一般當(dāng) VBE 小于死區(qū)電壓時,三極管工作在截止區(qū);放大區(qū)的特點是 IC 基本不隨 VCE 的變化而變化,與 IB 成正比,即 IC=βIB,此時三極管具有穩(wěn)定的電流放大能力,是放大電路中三極管的主要工作區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi),發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置;飽和區(qū)是指當(dāng) VCE 較小時,IC 不再隨 IB 的增大而線性增大,此時 IC 達到飽和值(ICS),三極管相當(dāng)于短路,飽和時的 VCE 稱為飽和壓降(VCE (sat)),小功率 NPN 型三極管的 VCE (sat) 通常在 0.1-0.3V 之間,飽和區(qū)常用于開關(guān)電路中,實現(xiàn)電路的導(dǎo)通與關(guān)斷。硅管禁帶寬度約 1.1eV,常溫下 ICBO 通常小于 10nA,漏電流小。華南地區(qū)低噪聲放大NPN型晶體三極管機構(gòu)認(rèn)證

電流放大系數(shù) β 并非在所有頻率下都恒定,而是隨信號頻率升高而下降,這一特性用特征頻率 fT 描述,fT 是指 β 下降至 1 時的頻率,是衡量三極管高頻放大能力的關(guān)鍵參數(shù)。小功率 NPN 管的 fT 差異較大,低頻管(如 9014)fT 約 150MHz,高頻管(如 S9018)fT 可達 1GHz 以上。在實際應(yīng)用中,需確保工作頻率遠低于 fT(通常為 fT 的 1/5~1/10),才能保證穩(wěn)定的放大效果。例如在 FM 收音機中頻放大電路(工作頻率 10.7MHz)中,選擇 fT≥100MHz 的三極管(如 2SC1815,fT=110MHz),可避免因 β 下降導(dǎo)致的放大倍數(shù)不足。全國高頻NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300Cbc 易形成密勒效應(yīng),大幅降低電路上限截止頻率,高頻應(yīng)用需選小 Cbc 型號。

要讓 NPN 型小功率三極管實現(xiàn)放大或開關(guān)功能,需滿足特定偏置:發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。發(fā)射結(jié)正向偏置指基極電壓(VB)高于發(fā)射極電壓(VE),硅管正向壓降約 0.6-0.7V,此時發(fā)射區(qū)自由電子在電場作用下越過發(fā)射結(jié)進入基區(qū);集電結(jié)反向偏置指集電極電壓(VC)高于基極電壓(VB),反向電場阻止基區(qū)空穴向集電區(qū)移動,同時 “牽引” 基區(qū)未復(fù)合的自由電子進入集電區(qū)。若偏置條件不滿足,如發(fā)射結(jié)反偏,三極管會進入截止?fàn)顟B(tài);若集電結(jié)正偏,則可能進入飽和狀態(tài),無法實現(xiàn)正常放大。
共射放大電路的失真,有截止失真和飽和失真:截止失真是因靜態(tài)工作點過低,輸入信號負半周使三極管進入截止區(qū),輸出信號正半周被削波,解決方法是減小 RB(增大 IBQ)或提高 VCC;飽和失真是因靜態(tài)工作點過高,輸入信號正半周使三極管進入飽和區(qū),輸出信號負半周被削波,解決方法是增大 RB(減小 IBQ)、減小 RC 或降低 VCC。例如當(dāng)輸入正弦信號時,若示波器顯示輸出波形頂部被削,為截止失真,可將 RB 從 100kΩ 調(diào)至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,為飽和失真,可將 RC 從 2kΩ 調(diào)至 3kΩ,降低 ICQ。三極管燒毀多因 IC 超 ICM、PC 超 PCM,或 VCE 超擊穿電壓。

集電極最大允許功耗 PCM 是指 NPN 型小功率晶體三極管在工作過程中,集電結(jié)所能承受的最大功耗,它是由三極管的結(jié)溫上限決定的。三極管工作時,集電結(jié)會產(chǎn)生功率損耗,這些損耗會轉(zhuǎn)化為熱量,導(dǎo)致結(jié)溫升高,當(dāng)結(jié)溫超過上限值時,三極管會因過熱而損壞。PCM 的計算公式為 PCM = IC × VCE,即集電極電流與集電極 - 發(fā)射極電壓的乘積。小功率 NPN 型三極管的 PCM 通常較小,一般在幾十毫瓦到幾百毫瓦之間,例如 9012 三極管的 PCM 約為 625mW,8050 三極管的 PCM 約為 1W。在電路設(shè)計中,必須確保三極管的實際功耗 PC = IC × VCE 小于 PCM,為了降低三極管的功耗和結(jié)溫,通常會合理選擇電路參數(shù),減少 IC 和 VCE 的乘積,同時在功耗較大的場合,可為三極管加裝散熱片,提高散熱效率,從而使三極管能夠在接近 PCM 的條件下穩(wěn)定工作。RC 振蕩調(diào)試時,VCE≈VCC/2,才能滿足起振的放大條件。華南地區(qū)低噪聲放大NPN型晶體三極管機構(gòu)認(rèn)證
用它可做電池電量檢測器,電壓達標(biāo)時 LED 點亮,直觀判斷電量。華南地區(qū)低噪聲放大NPN型晶體三極管機構(gòu)認(rèn)證
電流放大系數(shù)是 NPN 型小功率晶體三極管的參數(shù)之一,根據(jù)測量條件的不同,主要分為直流電流放大系數(shù)(β)和交流電流放大系數(shù)(βac)。直流電流放大系數(shù) β 是指在靜態(tài)工作點處,集電極直流電流(ICQ)與基極直流電流(IBQ)的比值,即 β=ICQ/IBQ,它反映了三極管在直流狀態(tài)下的電流放大能力;交流電流放大系數(shù) βac 則是指在動態(tài)情況下,集電極電流的變化量(ΔIC)與基極電流的變化量(ΔIB)的比值,即 βac=ΔIC/ΔIB,主要用于衡量三極管對交流信號的放大能力。對于小功率 NPN 型三極管,在電流放大區(qū)域內(nèi),β 和 βac 的數(shù)值非常接近,通常可以近似認(rèn)為相等。需要注意的是,β 值并非固定不變,會受到溫度、集電極電流等因素的影響,例如當(dāng)溫度升高時,β 值會增大,這可能導(dǎo)致電路工作點不穩(wěn)定,因此在高精度電路設(shè)計中,需要采取溫度補償措施來抵消 β 值隨溫度的變化。華南地區(qū)低噪聲放大NPN型晶體三極管機構(gòu)認(rèn)證
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