共基放大電路以基極接地,輸入信號加在 EB 間,輸出信號從 CB 間取出。NPN 型小功率管在該電路中工作在放大區,優勢是頻率響應好(上限截止頻率高),因基極接地減少了極間電容的影響,適合高頻信號放大;缺點是電流放大倍數 < 1(Ai≈α
電流放大系數 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鍵參數。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 下降導致的放大倍數不足。汽車電...
NPN 型小功率晶體三極管的參數對溫度變化非常敏感,溫度的變化會影響其性能。首先,溫度升高時,基極 - 發射極電壓 VBE 會減小,通常溫度每升高 1℃,VBE 約減小 2-2.5mV,這會導致基極電流 IB 增大,進而使集電極電流 IC 增大,可能導致電路靜態工作點漂移;其次,溫度升高會使電流放大系數 β 增大,一般溫度每升高 10℃,β 值約增大 10%-20%,β 值的增大同樣會使 IC 增大,加劇工作點的不穩定;另外,溫度升高還會使集電極反向飽和電流 ICBO 增大,ICBO 是指發射極開路時,集電極與基極之間的反向電流,由于 ICBO 具有正溫度系數,溫度每升高 10℃,ICBO 約...
在電磁干擾(EMI)嚴重的環境(如工業車間、射頻設備附近),NPN 型小功率三極管電路需采取抗干擾措施:一是在電源端并聯去耦電容(0.1μF 陶瓷電容 + 10μF 電解電容),抑制電源噪聲;二是在基極串聯小電阻(100Ω~1kΩ),限制高頻干擾電流;三是采用屏蔽罩,隔離外部射頻干擾;四是優化 PCB 布局,使輸入線與輸出線分開,避免交叉干擾。例如在汽車電子中的三極管驅動電路,電源端并聯 0.1μF 陶瓷電容和 47μF 電解電容,基極串聯 220Ω 電阻,PCB 上輸入回路與輸出回路垂直布局,有效降低發動機點火系統產生的 EMI 干擾。8050 管 ICM=1A,PCM=1W,降額后 IC≤...
反向擊穿電壓是衡量 NPN 型小功率晶體三極管耐壓能力的重要參數,主要包括集電極 - 基極反向擊穿電壓(V (BR) CBO)、集電極 - 發射極反向擊穿電壓(V (BR) CEO)和發射極 - 基極反向擊穿電壓(V (BR) EBO)。V (BR) CBO 是指發射極開路時,集電極與基極之間所能承受的 反向電壓,若超過此電壓,集電結會發生反向擊穿,導致反向電流急劇增大;V (BR) CEO 是指基極開路時,集電極與發射極之間的反向電壓,其數值通常小于 V (BR) CBO,因為基極開路時,集電結的反向擊穿會通過基區影響發射結,使得 V (BR) CEO 降低;V (BR) EBO 是指集電...
要讓 NPN 型小功率三極管實現放大或開關功能,需滿足特定偏置:發射結正向偏置、集電結反向偏置。發射結正向偏置指基極電壓(VB)高于發射極電壓(VE),硅管正向壓降約 0.6-0.7V,此時發射區自由電子在電場作用下越過發射結進入基區;集電結反向偏置指集電極電壓(VC)高于基極電壓(VB),反向電場阻止基區空穴向集電區移動,同時 “牽引” 基區未復合的自由電子進入集電區。若偏置條件不滿足,如發射結反偏,三極管會進入截止狀態;若集電結正偏,則可能進入飽和狀態,無法實現正常放大。LC 振蕩電路頻率穩定性靠 LC 回路 Q 值,Q 值高則穩定性好。河南小功率NPN型晶體三極管音頻放大電路應用批發共集...
共射放大電路的失真,有截止失真和飽和失真:截止失真是因靜態工作點過低,輸入信號負半周使三極管進入截止區,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;飽和失真是因靜態工作點過高,輸入信號正半周使三極管進入飽和區,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 調至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,為飽和失真,可將 RC 從 2kΩ 調至 3kΩ,降低 ICQ。多級放大電路級間耦合有阻容、直接、變壓器三種方式。湖南醫療級NPN型晶體三...
NPN 型小功率晶體三極管的參數對溫度變化非常敏感,溫度的變化會影響其性能。首先,溫度升高時,基極 - 發射極電壓 VBE 會減小,通常溫度每升高 1℃,VBE 約減小 2-2.5mV,這會導致基極電流 IB 增大,進而使集電極電流 IC 增大,可能導致電路靜態工作點漂移;其次,溫度升高會使電流放大系數 β 增大,一般溫度每升高 10℃,β 值約增大 10%-20%,β 值的增大同樣會使 IC 增大,加劇工作點的不穩定;另外,溫度升高還會使集電極反向飽和電流 ICBO 增大,ICBO 是指發射極開路時,集電極與基極之間的反向電流,由于 ICBO 具有正溫度系數,溫度每升高 10℃,ICBO 約...
NPN 型小功率三極管存在三個極間電容:發射結電容 Cbe、集電結電容 Cbc 和集電極 - 發射極電容 Cce,這些電容會影響三極管的高頻性能。Cbe 主要由發射結的勢壘電容和擴散電容組成,通常在幾十到幾百 pF;Cbc 數值較小(幾到幾十 pF),但因跨接在輸入與輸出端,會形成密勒效應,大幅降低電路的上限截止頻率;Cce 一般在幾 pF,對高頻影響相對較小。例如在 10MHz 以上的高頻電路中,若三極管 Cbc=10pF,密勒效應會使等效輸入電容增至數百 pF,導致信號嚴重衰減,因此高頻應用需選擇 Cbc 小的型號,如 S9018(Cbc≈2pF)。9013 三極管 TO-92 封裝時,P...
選型需結合電路需求綜合判斷:一是確定參數匹配,ICM≥電路*大 IC 的 1.2 倍,PCM≥電路*大 PC 的 1.2 倍,V (BR) CEO≥電路*大電壓的 1.2 倍,β 根據放大需求選擇(放大電路選 β=50-100,開關電路選 β=20-50);二是考慮封裝形式,直插電路選 TO-92,貼片電路選 SOT-23;三是關注溫度適應性,高溫環境(如工業控制)選耐高溫型號(結溫≥175℃),低溫環境(如戶外設備)選耐低溫型號(工作溫度≤-40℃);四是優先選常用型號,性價比高且易采購,特殊需求(如高頻)選型號(如 S9018)。Cbc 易形成密勒效應,大幅降低電路上限截止頻率,高頻應用需...
貼片封裝(如 SOT-23、SOT-323)與直插封裝(TO-92)的 重要參數(ICM、PCM、β)相近,但散熱性能和安裝密度不同:直插封裝引腳長,散熱路徑長,PCM 通常略低(如 TO-92 封裝的 9013,PCM=625mW);貼片封裝緊貼 PCB,可通過 PCB 銅箔散熱,PCM 可提升 10%~20%(如 SOT-23 封裝的 MMBT9013,PCM=700mW),且安裝密度高,適合小型化設備(如手機、智能手環)。直插封裝則適合手工焊接和高溫環境(引腳散熱好),如工業控制設備中的繼電器驅動電路,便于維修更換。PWM 調光電路中,三極管占空比通常設 10%-90%,避免閃爍和過熱。...
繼電器線圈是感性負載,斷電時會產生反向電動勢,可能擊穿三極管。需在繼電器線圈兩端并聯續流二極管(如 1N4001),二極管正極接線圈負極,負極接線圈正極,當線圈斷電時,反向電動勢通過二極管形成回路,保護三極管。此外,若繼電器工作電流接近 ICM,需在基極增加限流電阻,避免 IB 過大導致三極管燒毀。例如 5V 繼電器線圈電阻 50Ω(工作電流 100mA),用 9013 管(ICM=500mA)驅動,除并聯續流二極管外,基極電阻 RB=(5-0.7)/1mA=4.3kΩ,確保 IB=1mA(β=100 時,IC=100mA),既滿足驅動需求,又避免過載。LC 振蕩電路頻率穩定性靠 LC 回路 ...
RC 橋式振蕩電路起振需滿足 AF≥1(A 為放大倍數,F 為反饋系數),F=1/3(RC 串并聯網絡),因此 A≥3。調試時,若電路無振蕩輸出,首先檢查放大電路是否工作在放大區,用萬用表測 VCE,若 VCE≈VCC(截止)或 VCE≈0.3V(飽和),需調整偏置電阻使 VCE≈VCC/2;其次增大放大倍數,如更換 β 更大的三極管或增加放大級數;檢查 RC 網絡連接是否正確,確保正反饋相位無誤。例如用 9014 管組成 RC 振蕩電路,若 VCE=11V(VCC=12V),說明三極管截止,需減小 RB1(從 10kΩ 調至 8kΩ),使 VCE 降至 6V,滿足起振條件。直接耦合無電容,適...
三極管的開關速度由導通時間(ton)和關斷時間(toff)決定,ton 是從 IB 加入到 IC 達到 90% IC (sat) 的時間,toff 是從 IB 撤銷到 IC 降至 10% IC (sat) 的時間,小功率 NPN 管的 ton 和 toff 通常在幾十到幾百 ns。開關速度影響電路的工作頻率,例如在 500kHz 的脈沖電路中,需選擇 ton+toff≤1μs 的三極管(如 MMBT3904,ton=25ns,toff=60ns),否則會出現 “開關不完全”,導致 IC 波形拖尾,功耗增大。為加快開關速度,可在基極回路并聯加速電容,縮短載流子存儲時間。射極輸出器的輸出電阻低(通...
LC 振蕩電路的頻率穩定性由 LC 諧振回路的 Q 值決定,Q 值越高,頻率穩定性越好。小功率 NPN 管的極間電容(尤其是 Cbc)會影響 LC 回路的等效電容,導致頻率漂移,解決方法是選擇 Cbc 小的高頻三極管(如 2SC3355),并在三極管與 LC 回路間加入隔離電路(如共基電路),減少極間電容對回路的影響。此外,采用溫度系數小的電容(如云母電容)和電感(如密封電感),可進一步降低溫度變化對頻率的影響。例如在 27MHz 的無線話筒振蕩電路中,用 Cbc=1.5pF 的 2SC3355 管,配合云母電容(溫度系數 ±50ppm/℃),頻率漂移可控制在 ±1kHz 以內。貼片封裝 SO...
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 - 發射極電壓(VCE)之間關系的一族曲線。輸出特性曲線通常分為三個區域:截止區、放大區和飽和區。截止區是指 IB=0 時的區域,此時 IC 很小,近似為零,三極管相當于開路,一般當 VBE 小于死區電壓時,三極管工作在截止區;放大區的特點是 IC 基本不隨 VCE 的變化而變化,與 IB 成正比,即 IC=βIB,此時三極管具有穩定的電流放大能力,是放大電路中三極管的主要工作區域,在該區域內,發射結正向偏置、集電結反向偏置;飽和區是指當 VCE 較小時,IC 不再隨 IB 的增大而線性增大,...
繼電器線圈是感性負載,斷電時會產生反向電動勢,可能擊穿三極管。需在繼電器線圈兩端并聯續流二極管(如 1N4001),二極管正極接線圈負極,負極接線圈正極,當線圈斷電時,反向電動勢通過二極管形成回路,保護三極管。此外,若繼電器工作電流接近 ICM,需在基極增加限流電阻,避免 IB 過大導致三極管燒毀。例如 5V 繼電器線圈電阻 50Ω(工作電流 100mA),用 9013 管(ICM=500mA)驅動,除并聯續流二極管外,基極電阻 RB=(5-0.7)/1mA=4.3kΩ,確保 IB=1mA(β=100 時,IC=100mA),既滿足驅動需求,又避免過載。貼片封裝 SOT-23 比直插 TO-9...
在實際電路設計中,選擇合適的 NPN 型小功率晶體三極管需要綜合考慮多方面因素,確保所選三極管能夠滿足電路的性能要求。首先,根據電路的工作電流確定集電極最大允許電流 ICM,必須保證電路中集電極的最大工作電流小于 ICM;其次,根據電路的工作電壓確定反向擊穿電壓,特別是集電極 - 發射極反向擊穿電壓 V (BR) CEO,要確保電路中的電源電壓和動態電壓峰值不超過 V (BR) CEO;然后,根據電路的功耗要求確定集電極最大允許功耗 PCM,通過計算三極管的實際功耗(PC=IC×VCE),確保 PC 小于 PCM,必要時可考慮加裝散熱片;另外,根據電路的放大需求選擇合適的電流放大系數 β,對于...
脈沖電路需輸出高低電平交替的脈沖信號,NPN 型小功率三極管通過快速切換截止與飽和狀態實現該功能。例如在矩形波發生器中,三極管與 RC 充放電電路配合:RC 充電時,VB 上升,IB 增大,三極管飽和,輸出低電平;RC 放電時,VB 下降,IB 減小,三極管截止,輸出高電平,通過調整 RC 參數控制脈沖周期(T≈1.4RC)。此外,在脈沖寬度調制(PWM)電路中,三極管根據輸入的 PWM 信號導通 / 截止,控制負載(如電機、LED)的平均電壓 / 電流,實現調速、調光功能,例如 LED 調光電路中,PWM 占空比從 10% 增至 90%,LED 亮度隨之提升。貼片封裝 SOT-23 比直插 ...
LC 振蕩電路的頻率穩定性由 LC 諧振回路的 Q 值決定,Q 值越高,頻率穩定性越好。小功率 NPN 管的極間電容(尤其是 Cbc)會影響 LC 回路的等效電容,導致頻率漂移,解決方法是選擇 Cbc 小的高頻三極管(如 2SC3355),并在三極管與 LC 回路間加入隔離電路(如共基電路),減少極間電容對回路的影響。此外,采用溫度系數小的電容(如云母電容)和電感(如密封電感),可進一步降低溫度變化對頻率的影響。例如在 27MHz 的無線話筒振蕩電路中,用 Cbc=1.5pF 的 2SC3355 管,配合云母電容(溫度系數 ±50ppm/℃),頻率漂移可控制在 ±1kHz 以內。RC 振蕩電路...
常見故障有:一是三極管燒毀,多因 IC 超過 ICM、PC 超過 PCM 或 VCE 超過 V (BR) CEO,排查時用萬用表測 CE 間電阻,若為 0Ω(短路)或無窮大(開路),說明燒毀,需更換參數匹配的三極管;二是放大能力下降,表現為輸出信號幅度減小,測 β 值若明顯低于標稱值,需更換三極管;三是開關失控,導通時 CE 壓降過大(未飽和),需增大 IB(減小 RB),截止時 IC 過大(漏電),需更換質量合格的三極管;四是溫度漂移,IC 隨溫度升高而增大,需增加溫度補償電路(如在 RB 旁并聯負溫度系數熱敏電阻)。工業控制中,直插三極管驅動繼電器,便于后期維修更換。華東地區抗輻射NPN型...
繼電器線圈是感性負載,斷電時會產生反向電動勢,可能擊穿三極管。需在繼電器線圈兩端并聯續流二極管(如 1N4001),二極管正極接線圈負極,負極接線圈正極,當線圈斷電時,反向電動勢通過二極管形成回路,保護三極管。此外,若繼電器工作電流接近 ICM,需在基極增加限流電阻,避免 IB 過大導致三極管燒毀。例如 5V 繼電器線圈電阻 50Ω(工作電流 100mA),用 9013 管(ICM=500mA)驅動,除并聯續流二極管外,基極電阻 RB=(5-0.7)/1mA=4.3kΩ,確保 IB=1mA(β=100 時,IC=100mA),既滿足驅動需求,又避免過載。電源端并 0.1μF 陶瓷電容和 10μ...
脈沖電路需輸出高低電平交替的脈沖信號,NPN 型小功率三極管通過快速切換截止與飽和狀態實現該功能。例如在矩形波發生器中,三極管與 RC 充放電電路配合:RC 充電時,VB 上升,IB 增大,三極管飽和,輸出低電平;RC 放電時,VB 下降,IB 減小,三極管截止,輸出高電平,通過調整 RC 參數控制脈沖周期(T≈1.4RC)。此外,在脈沖寬度調制(PWM)電路中,三極管根據輸入的 PWM 信號導通 / 截止,控制負載(如電機、LED)的平均電壓 / 電流,實現調速、調光功能,例如 LED 調光電路中,PWM 占空比從 10% 增至 90%,LED 亮度隨之提升。變壓器耦合可阻抗匹配,適合高頻功...
NPN 型小功率三極管的 重要價值在于電流放大,其原理基于載流子的定向運動與分配。當滿足導通偏置時,發射區大量自由電子注入基區,因基區薄且摻雜少,大部分自由電子(約 95% 以上)未與空穴復合,被集電結反向電場拉入集電區,形成集電極電流(IC);少量自由電子(約 5% 以下)與基區空穴復合,需基極提供電流補充空穴,形成基極電流(IB)。此時 IC 與 IB 成固定比例,即電流放大系數 β=IC/IB(小功率管 β 通常 20-200),微小的 IB 變化會引發 IC 大幅變化,例如 IB 從 10μA 增至 20μA,β=100 時,IC 會從 1mA 增至 2mA,實現電流放大。5V 繼電器...
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 - 發射極電壓(VCE)之間關系的一族曲線。輸出特性曲線通常分為三個區域:截止區、放大區和飽和區。截止區是指 IB=0 時的區域,此時 IC 很小,近似為零,三極管相當于開路,一般當 VBE 小于死區電壓時,三極管工作在截止區;放大區的特點是 IC 基本不隨 VCE 的變化而變化,與 IB 成正比,即 IC=βIB,此時三極管具有穩定的電流放大能力,是放大電路中三極管的主要工作區域,在該區域內,發射結正向偏置、集電結反向偏置;飽和區是指當 VCE 較小時,IC 不再隨 IB 的增大而線性增大,...
NPN 型小功率晶體三極管是電子電路中常用的半導體器件,其 重要結構由三層半導體材料構成,分別為發射區、基區和集電區。發射區采用高摻雜的 N 型半導體,目的是提高載流子(自由電子)的濃度,便于后續載流子的發射;基區為 P 型半導體,其摻雜濃度低,而且物理厚度極薄,通常有幾微米到幾十微米,這種設計能讓發射區注入的載流子快速穿過基區,減少在基區的復合損耗;集電區同樣是 N 型半導體,面積比發射區大得多,主要作用是高效收集從基區過來的載流子。三個區域分別引出三個電極,對應發射極(E)、基極(B)和集電極(C),電極的引出方式和位置會根據三極管的封裝形式有所差異,常見的封裝有 TO-92、SOT-23...
共基放大電路以基極作為公共電極,輸入信號加在發射極和基極之間,輸出信號從集電極和基極之間取出,NPN 型小功率三極管在該電路中工作在放大區。共基放大電路的突出特點是頻率響應好,上限截止頻率高,這是因為基極交流接地,基極電容的影響較小,減少了載流子在基區的渡越時間對高頻信號的影響,因此常用于高頻放大電路中,如射頻信號放大、高頻振蕩電路等。與共射放大電路相比,共基放大電路的電壓放大倍數較高,但電流放大倍數小于 1,即沒有電流放大能力,能實現電壓放大,且輸出信號與輸入信號同相位。在實際應用時,共基放大電路常與共射放大電路組合使用,構成共射 - 共基組合放大電路,既能獲得較高的電壓放大倍數,又能擁有良...
PN 型小功率晶體三極管的輸入特性曲線直接影響電路靜態工作點的設置。該曲線以集電極 - 發射極電壓 VCE 為固定參量(通常需滿足 VCE≥1V,消除 VCE 對曲線的影響),描述基極電流 IB 與基極 - 發射極電壓 VBE 之間的關系,其形態與二極管正向伏安特性高度相似,存在明顯的 “死區” 與 “導通區” 劃分。對于硅材料三極管,當 VBE<0.5V 時,發射結未充分導通,IB 近似為 0,三極管處于截止狀態,此為死區;當 VBE 突破 0.5V 死區電壓后,IB 隨 VBE 的增大呈指數級快速上升,且在正常工作范圍內,VBE 會穩定在 0.6-0.7V 的狹窄區間,這一特性成為電路設計...
NPN 型小功率晶體三極管在開關電路中主要工作在截止區和飽和區,通過控制基極電流來實現電路的導通與關斷。當基極沒有輸入信號或輸入信號較小時,基極電流 IB=0(或很小),此時三極管工作在截止區,集電極電流 IC≈0,集電極與發射極之間的電壓近似等于電源電壓,三極管相當于一個斷開的開關,電路處于截止狀態;當基極輸入足夠大的信號時,基極電流 IB 增大,使得集電極電流 IC 達到飽和值 ICS,此時三極管工作在飽和區,集電極與發射極之間的飽和壓降 VCE (sat) 很小(通常為 0.1-0.3V),三極管相當于一個閉合的開關,電路處于導通狀態。三極管開關電路具有開關速度快、無機械磨損、壽命長等優...
共射放大電路的失真,有截止失真和飽和失真:截止失真是因靜態工作點過低,輸入信號負半周使三極管進入截止區,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;飽和失真是因靜態工作點過高,輸入信號正半周使三極管進入飽和區,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 調至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,為飽和失真,可將 RC 從 2kΩ 調至 3kΩ,降低 ICQ。共射電路有截止失真,因靜態工作點低,可減小 RB 或提高 VCC 避免。華...