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。射极输出器输出电阻低,需与低阻抗负载匹配,才能稳定输出。汽车电子高可靠性NPN型晶体三极管响应时间10ns

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。汽车电子高速开关NPN型晶体三极管电流500mA三极管烧毁多因 IC 超 ICM、PC 超 PCM,或 VCE 超击穿电压。

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。
三极管的开关速度由导通时间(ton)和关断时间(toff)决定,ton 是从 IB 加入到 IC 达到 90% IC (sat) 的时间,toff 是从 IB 撤销到 IC 降至 10% IC (sat) 的时间,小功率 NPN 管的 ton 和 toff 通常在几十到几百 ns。开关速度影响电路的工作频率,例如在 500kHz 的脉冲电路中,需选择 ton+toff≤1μs 的三极管(如 MMBT3904,ton=25ns,toff=60ns),否则会出现 “开关不完全”,导致 IC 波形拖尾,功耗增大。为加快开关速度,可在基极回路并联加速电容,缩短载流子存储时间。射极输出器的输出电阻低(通常几十到几百 Ω),需与低阻抗负载匹配才能发挥带负载优势。若负载电阻 RL 远大于输出电阻 ro,输出电压会随 RL 变化,无法稳定;若 RL 过小(如小于 ro 的 1/10),则会使 IC 增大,可能超过 ICM。例如射极输出器 ro=100Ω,驱动 LED 时(LED 工作电流 20mA,正向压降 2V),需串联限流电阻 R=(VCC-VE-VLED)/IL,若 VCC=5V、VE=2.7V,R=(5-2.7-2)/0.02=15Ω,此时 RL(LED+R)≈15Ω,与 ro 匹配,LED 亮度稳定。工业控制中,直插三极管驱动继电器,便于后期维修更换。

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 是指集电极开路时,发射极与基极之间的反向电压,由于发射结通常工作在正向偏置状态,对反向电压的耐受能力较弱,所以 V (BR) EBO 的数值较小,一般在几伏到十几伏之间。在电路设计中,必须确保三极管实际工作时的电压不超过对应的反向击穿电压,否则会导致三极管损坏。汽车电子中,三极管驱动电路 PCB 输入输出回路垂直布局,降 EMI。定制需求批量采购NPN型晶体三极管机构认证
硅管禁带宽度约 1.1eV,常温下 ICBO 通常小于 10nA,漏电流小。汽车电子高可靠性NPN型晶体三极管响应时间10ns
NPN 型小功率三极管存在三个极间电容:发射结电容 Cbe、集电结电容 Cbc 和集电极 - 发射极电容 Cce,这些电容会影响三极管的高频性能。Cbe 主要由发射结的势垒电容和扩散电容组成,通常在几十到几百 pF;Cbc 数值较小(几到几十 pF),但因跨接在输入与输出端,会形成密勒效应,大幅降低电路的上限截止频率;Cce 一般在几 pF,对高频影响相对较小。例如在 10MHz 以上的高频电路中,若三极管 Cbc=10pF,密勒效应会使等效输入电容增至数百 pF,导致信号严重衰减,因此高频应用需选择 Cbc 小的型号,如 S9018(Cbc≈2pF)。汽车电子高可靠性NPN型晶体三极管响应时间10ns
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