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,对于放大电路,需要选择 β 值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。汽车电子低噪声放大NPN型晶体三极管直插封装

利用 NPN 型小功率三极管可制作简易测试电路,如电池电量检测器:三极管基极通过电阻接电池正极,发射极接 LED,集电极接地,当电池电压高于阈值(VB=VBE+VLED≈0.7+2=2.7V)时,IB>0,三极管导通,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。线下市场低噪声放大NPN型晶体三极管放大倍数200-300三极管开关速度由 ton 和 toff 决定,小功率管多在几十到几百 ns。

NPN 型小功率晶体三极管的输出特性曲线是以基极电流(IB)为参变量,描述集电极电流(IC)与集电极 - 发射极电压(VCE)之间关系的一族曲线。输出特性曲线通常分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。截止区是指 IB=0 时的区域,此时 IC 很小,近似为零,三极管相当于开路,一般当 VBE 小于死区电压时,三极管工作在截止区;放大区的特点是 IC 基本不随 VCE 的变化而变化,与 IB 成正比,即 IC=βIB,此时三极管具有稳定的电流放大能力,是放大电路中三极管的主要工作区域,在该区域内,发射结正向偏置、集电结反向偏置;饱和区是指当 VCE 较小时,IC 不再随 IB 的增大而线性增大,此时 IC 达到饱和值(ICS),三极管相当于短路,饱和时的 VCE 称为饱和压降(VCE (sat)),小功率 NPN 型三极管的 VCE (sat) 通常在 0.1-0.3V 之间,饱和区常用于开关电路中,实现电路的导通与关断。
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 ICM 约为 100mA。在选择三极管时,需要根据电路中集电极的最大工作电流来确定 ICM,确保 ICM 大于实际工作电流,以保证三极管的正常工作和电路性能的稳定。硅管禁带宽度约 1.1eV,常温下 ICBO 通常小于 10nA,漏电流小。

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。基极串 100Ω-1kΩ 电阻,能限制高频干扰电流,提升抗干扰性。汽车电子低噪声放大NPN型晶体三极管直插封装
RC 振荡调试时,VCE≈VCC/2,才能满足起振的放大条件。汽车电子低噪声放大NPN型晶体三极管直插封装
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。汽车电子低噪声放大NPN型晶体三极管直插封装
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