LC 振蕩電路的頻率穩(wěn)定性由 LC 諧振回路的 Q 值決定,Q 值越高,頻率穩(wěn)定性越好。小功率 NPN 管的極間電容(尤其是 Cbc)會(huì)影響 LC 回路的等效電容,導(dǎo)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(duì)回路的影響。此外,采用溫度系數(shù)小的電容(如云母電容)和電感(如密封電感),可進(jìn)一步降低溫度變化對(duì)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(shù) ±50ppm/℃),頻率漂移可控制在 ±1kHz 以內(nèi)。它有三個(gè)極間電容:Cbe、Cbc、Cce,影響高頻性能。特殊封裝NPN型晶體三極管響應(yīng)時(shí)間10ns
脈沖電路需輸出高低電平交替的脈沖信號(hào),NPN 型小功率三極管通過快速切換截止與飽和狀態(tài)實(shí)現(xiàn)該功能。例如在矩形波發(fā)生器中,三極管與 RC 充放電電路配合:RC 充電時(shí),VB 上升,IB 增大,三極管飽和,輸出低電平;RC 放電時(shí),VB 下降,IB 減小,三極管截止,輸出高電平,通過調(diào)整 RC 參數(shù)控制脈沖周期(T≈1.4RC)。此外,在脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路中,三極管根據(jù)輸入的 PWM 信號(hào)導(dǎo)通 / 截止,控制負(fù)載(如電機(jī)、LED)的平均電壓 / 電流,實(shí)現(xiàn)調(diào)速、調(diào)光功能,例如 LED 調(diào)光電路中,PWM 占空比從 10% 增至 90%,LED 亮度隨之提升。西南地區(qū)高速開關(guān)NPN型晶體三極管機(jī)構(gòu)認(rèn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,測(cè) IB、IC 繪 β 曲線,助理解電流放大原理。
利用 NPN 型小功率三極管可制作簡(jiǎn)易測(cè)試電路,如電池電量檢測(cè)器:三極管基極通過電阻接電池正極,發(fā)射極接 LED,集電極接地,當(dāng)電池電壓高于閾值(VB=VBE+VLED≈0.7+2=2.7V)時(shí),IB>0,三極管導(dǎo)通,LED 點(diǎn)亮;當(dāng)電壓低于 2.7V 時(shí),IB=0,LED 熄滅。例如檢測(cè) 1.5V 干電池,基極電阻 RB=(1.5-0.7)/10μA=80kΩ,當(dāng)電池電壓≥0.7V 時(shí),LED 點(diǎn)亮,直觀判斷電池是否有電。此外,還可制作 continuity 測(cè)試儀,通過三極管放大電流,使蜂鳴器發(fā)聲,檢測(cè)電路通斷。
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(diǎn)過低,輸入信號(hào)負(fù)半周使三極管進(jìn)入截止區(qū),輸出信號(hào)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(diǎn)過高,輸入信號(hào)正半周使三極管進(jìn)入飽和區(qū),輸出信號(hào)負(fù)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(hào)時(shí),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。簡(jiǎn)易通斷測(cè)試儀中,它放大電流使蜂鳴器發(fā)聲,檢測(cè)電路通斷。
振蕩電路是一種無需外部輸入信號(hào)就能產(chǎn)生交流信號(hào)的電路,NPN 型小功率晶體三極管在振蕩電路中作為放大器件,為電路提供能量,以補(bǔ)償振蕩過程中的能量損耗,維持振蕩的持續(xù)進(jìn)行。振蕩電路的工作需要滿足相位平衡條件和幅值平衡條件,相位平衡條件是指電路的總相移為 360°(或 0°),即反饋信號(hào)的相位與輸入信號(hào)的相位相同,形成正反饋;幅值平衡條件是指放大電路的放大倍數(shù)與反饋系數(shù)的乘積大于等于 1。常見的由 NPN 型小功率三極管組成的振蕩電路有 RC 橋式振蕩電路、LC 正弦波振蕩電路等。RC 橋式振蕩電路適用于低頻信號(hào)產(chǎn)生,輸出信號(hào)頻率由 RC 選頻網(wǎng)絡(luò)決定,常用于產(chǎn)生音頻范圍內(nèi)的正弦波信號(hào),如函數(shù)信號(hào)發(fā)生器中的低頻信號(hào)源;LC 正弦波振蕩電路則適用于高頻信號(hào)產(chǎn)生,輸出信號(hào)頻率由 LC 諧振回路決定,廣泛應(yīng)用于無線電通信、廣播電視等領(lǐng)域,用于產(chǎn)生載波信號(hào)或本振信號(hào)。二極管補(bǔ)償法中,二極管與基極串聯(lián),抵消 VBE 的溫度漂移。汽車電子低噪聲NPN型晶體三極管信噪比80dB
固定偏置電路簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性差,適合負(fù)載和溫度變化小的場(chǎng)景。特殊封裝NPN型晶體三極管響應(yīng)時(shí)間10ns
要使 NPN 型小功率晶體三極管正常工作,必須滿足特定的偏置條件,即發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。發(fā)射結(jié)正向偏置是指在基極和發(fā)射極之間施加正向電壓,對(duì)于硅材料的三極管,這個(gè)正向電壓通常在 0.6-0.7V 左右,此時(shí)發(fā)射區(qū)的自由電子在正向電場(chǎng)的作用下,會(huì)大量越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū);集電結(jié)反向偏置則是在基極和集電極之間施加反向電壓,該電壓值通常比發(fā)射結(jié)正向電壓大得多,反向電場(chǎng)會(huì)阻止基區(qū)的空穴向集電區(qū)移動(dòng),同時(shí)能將基區(qū)中未與空穴復(fù)合的自由電子 “拉” 向集電區(qū)。當(dāng)滿足這兩個(gè)偏置條件時(shí),三極管內(nèi)部會(huì)形成較大的集電極電流,且集電極電流會(huì)隨著基極電流的微小變化而發(fā)生明顯變化,從而實(shí)現(xiàn)電流放大功能。特殊封裝NPN型晶體三極管響應(yīng)時(shí)間10ns
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