NPN 型小功率三極管是電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)的 重要器件,典型實(shí)驗(yàn)包括:一是三極管放大特性實(shí)驗(yàn),通過(guò)改變 IB 測(cè)量 IC,繪制 β 曲線,理解電流放大原理;二是共射放大電路實(shí)驗(yàn),測(cè)量電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻,觀察失真現(xiàn)象;三是開(kāi)關(guān)特性實(shí)驗(yàn),用脈沖信號(hào)控制三極管導(dǎo)通 / 截止,測(cè)量開(kāi)關(guān)時(shí)間;四是振蕩電路實(shí)驗(yàn),組裝 RC 或 LC 振蕩電路,觀察振蕩波形,理解起振條件。這些實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生直觀掌握三極管工作原理,為后續(xù)復(fù)雜電路學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),例如在放大特性實(shí)驗(yàn)中,用 9014 管,改變 RB 從 100kΩ 至 200kΩ,測(cè)量 IB 從 43μA 至 21μA,IC 從 4.3mA 至 2.1mA,計(jì)算 β≈100,驗(yàn)證電流放大關(guān)系。電流放大系數(shù) β 隨頻率升高而降,特征頻率 fT 是 β=1 時(shí)的頻率。線下市場(chǎng)高速開(kāi)關(guān)NPN型晶體三極管

靜態(tài)工作點(diǎn)是三極管放大電路的 重要參數(shù),需通過(guò)偏置電路設(shè)置,確保三極管工作在放大區(qū)。常用的偏置方式有固定偏置和分壓式偏置:固定偏置通過(guò)基極電阻 RB 直接從電源取電,RB=(VCC-VBE)/IBQ,電路簡(jiǎn)單但穩(wěn)定性差,適合負(fù)載固定、溫度變化小的場(chǎng)景;分壓式偏置(RB1、RB2 分壓)使 VB 穩(wěn)定(VB≈VCC×RB2/(RB1+RB2)),再通過(guò)發(fā)射極電阻 RE 抑制 IC 漂移,穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于固定偏置,是多數(shù)放大電路的首要選擇。例如在音頻放大電路中,VCC=12V,若需 IBQ=20μA、VE=2V,可設(shè) RB2=2kΩ(VB≈2.7V)、RB1=10kΩ、RE=100Ω,確保靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。線下市場(chǎng)抗輻射N(xiāo)PN型晶體三極管開(kāi)關(guān)失控時(shí),導(dǎo)通壓降大需增大 IB,截止漏電則換管。

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(guò)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(guò)三極管放大電流,使蜂鳴器發(fā)聲,檢測(cè)電路通斷。
NPN 型小功率晶體三極管的參數(shù)對(duì)溫度變化非常敏感,溫度的變化會(huì)影響其性能。首先,溫度升高時(shí),基極 - 發(fā)射極電壓 VBE 會(huì)減小,通常溫度每升高 1℃,VBE 約減小 2-2.5mV,這會(huì)導(dǎo)致基極電流 IB 增大,進(jìn)而使集電極電流 IC 增大,可能導(dǎo)致電路靜態(tài)工作點(diǎn)漂移;其次,溫度升高會(huì)使電流放大系數(shù) 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(huì)使 IC 增大,加劇工作點(diǎn)的不穩(wěn)定;另外,溫度升高還會(huì)使集電極反向飽和電流 ICBO 增大,ICBO 是指發(fā)射極開(kāi)路時(shí),集電極與基極之間的反向電流,由于 ICBO 具有正溫度系數(shù),溫度每升高 10℃,ICBO 約增大一倍,而 ICEO(基極開(kāi)路時(shí)集電極與發(fā)射極之間的反向電流)約為 ICBO 的(1+β)倍,因此 ICEO 隨溫度的變化更為明顯,這會(huì)導(dǎo)致三極管的穩(wěn)定性下降,甚至在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)出現(xiàn)較大的輸出電流。FM 收音機(jī)中頻放大用 fT≥100MHz 的管,如 2SC1815,避免放大不足。

共射放大電路是 NPN 型小功率晶體三極管常用的應(yīng)用電路之一,其特點(diǎn)是發(fā)射極作為公共電極,輸入信號(hào)加在基極和發(fā)射極之間,輸出信號(hào)從集電極和發(fā)射極之間取出。在共射放大電路中,三極管工作在放大區(qū),通過(guò)設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn),確保輸入交流信號(hào)在整個(gè)周期內(nèi)都能被有效放大,避免出現(xiàn)截止失真或飽和失真。電路中的偏置電阻(如 RB1、RB2)用于提供基極偏置電流,確定靜態(tài)工作點(diǎn);集電極電阻 RC 則用于將集電極電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化,實(shí)現(xiàn)電壓放大。共射放大電路具有較高的電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù),同時(shí)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反,因此也被稱(chēng)為反相放大電路。這種電路廣泛應(yīng)用于音頻放大、信號(hào)預(yù)處理等領(lǐng)域,例如在收音機(jī)的中頻放大電路中,就大量采用 NPN 型小功率三極管組成共射放大電路,將接收到的微弱中頻信號(hào)放大,為后續(xù)的解調(diào)電路提供足夠幅度的信號(hào)。貼片封裝 SOT-23 比直插 TO-92 散熱好,PCM 可提升 10%-20%。全國(guó)NPN型晶體三極管價(jià)格優(yōu)惠
用 hFE 檔估測(cè) β,β<10 或無(wú)顯示,說(shuō)明放大能力失效。線下市場(chǎng)高速開(kāi)關(guān)NPN型晶體三極管
在實(shí)際電路設(shè)計(jì)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(mǎn)足電路的性能要求。首先,根據(jù)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(jù)電路的工作電壓確定反向擊穿電壓,特別是集電極 - 發(fā)射極反向擊穿電壓 V (BR) CEO,要確保電路中的電源電壓和動(dòng)態(tài)電壓峰值不超過(guò) V (BR) CEO;然后,根據(jù)電路的功耗要求確定集電極最大允許功耗 PCM,通過(guò)計(jì)算三極管的實(shí)際功耗(PC=IC×VCE),確保 PC 小于 PCM,必要時(shí)可考慮加裝散熱片;另外,根據(jù)電路的放大需求選擇合適的電流放大系數(shù) β,對(duì)于放大電路,需要選擇 β 值線下市場(chǎng)高速開(kāi)關(guān)NPN型晶體三極管
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