集電極最大允許電流 ICM 是指 NPN 型小功率晶體三極管在正常工作時(shí),集電極所能通過(guò)的最大電流值。當(dāng)集電極電流 IC 超過(guò) ICM 時(shí),三極管的電流放大系數(shù) β 會(huì)明顯下降,雖然此時(shí)三極管可能不會(huì)立即損壞,但會(huì)導(dǎo)致電路的放大性能變差,無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。ICM 的數(shù)值與三極管的封裝形式、散熱條件密切相關(guān),相同型號(hào)的三極管,采用散熱性能更好的封裝時(shí),ICM 會(huì)有所增大;同時(shí),若電路中為三極管配備了散熱片,也能在一定程度上提高 ICM 的實(shí)際可用值。小功率 NPN 型三極管的 ICM 通常在幾十毫安到幾百毫安之間,例如常用的 9013 三極管,其 ICM 約為 500mA,而 9014 三極管的 ICM 約為 100mA。在選擇三極管時(shí),需要根據(jù)電路中集電極的最大工作電流來(lái)確定 ICM,確保 ICM 大于實(shí)際工作電流,以保證三極管的正常工作和電路性能的穩(wěn)定。共射電路飽和失真源于工作點(diǎn)高,需增大 RB、減小 RC 或降 VCC 解決。通信設(shè)備抗輻射NPN型晶體三極管響應(yīng)時(shí)間10ns

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(shù),主要包括集電極 - 基極反向擊穿電壓(V (BR) CBO)、集電極 - 發(fā)射極反向擊穿電壓(V (BR) CEO)和發(fā)射極 - 基極反向擊穿電壓(V (BR) EBO)。V (BR) CBO 是指發(fā)射極開(kāi)路時(shí),集電極與基極之間所能承受的 反向電壓,若超過(guò)此電壓,集電結(jié)會(huì)發(fā)生反向擊穿,導(dǎo)致反向電流急劇增大;V (BR) CEO 是指基極開(kāi)路時(shí),集電極與發(fā)射極之間的反向電壓,其數(shù)值通常小于 V (BR) CBO,因?yàn)榛鶚O開(kāi)路時(shí),集電結(jié)的反向擊穿會(huì)通過(guò)基區(qū)影響發(fā)射結(jié),使得 V (BR) CEO 降低;V (BR) EBO 是指集電極開(kāi)路時(shí),發(fā)射極與基極之間的反向電壓,由于發(fā)射結(jié)通常工作在正向偏置狀態(tài),對(duì)反向電壓的耐受能力較弱,所以 V (BR) EBO 的數(shù)值較小,一般在幾伏到十幾伏之間。在電路設(shè)計(jì)中,必須確保三極管實(shí)際工作時(shí)的電壓不超過(guò)對(duì)應(yīng)的反向擊穿電壓,否則會(huì)導(dǎo)致三極管損壞。醫(yī)療設(shè)備低噪聲放大NPN型晶體三極管散熱片設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)特性實(shí)驗(yàn)用脈沖信號(hào)控通斷,測(cè)量開(kāi)關(guān)時(shí)間。

共集放大電路(射極輸出器)以集電極接地,輸入信號(hào)加在 BC 間,輸出信號(hào)從 BE 間取出。NPN 型小功率管在該電路中工作在放大區(qū), 重要特點(diǎn)是電壓放大倍數(shù)≈1(Av<1),輸出與輸入同相(無(wú)反相),輸入電阻高(ri≈βRL,RL 為負(fù)載電阻)、輸出電阻低(ro≈ri/β)。雖無(wú)電壓放大能力,但帶負(fù)載能力強(qiáng),常用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)或隔離級(jí)。例如在傳感器信號(hào)采集電路時(shí),共集電路作為輸入級(jí),高輸入電阻可減少對(duì)傳感器輸出信號(hào)的衰減;在 LED 驅(qū)動(dòng)電路中,作為輸出級(jí),低輸出電阻可穩(wěn)定 LED 工作電流。
在正常工作狀態(tài)下,NPN 型小功率晶體三極管的三個(gè)電極電流之間存在嚴(yán)格的分配關(guān)系,遵循基爾霍夫電流定律。具體來(lái)說(shuō),發(fā)射極電流(IE)等于基極電流(IB)與集電極電流(IC)之和,即 IE = IB + IC。在電流放大區(qū)域,集電極電流與基極電流的比值基本保持恒定,這個(gè)比值被稱為電流放大系數(shù)(β),表達(dá)式為 β = IC / IB,β 值是衡量三極管電流放大能力的重要參數(shù),小功率 NPN 型三極管的 β 值通常在 20-200 之間,部分高 β 值型號(hào)可達(dá)到 300 以上。由于 β 值遠(yuǎn)大于 1,所以集電極電流遠(yuǎn)大于基極電流,而發(fā)射極電流則略大于集電極電流。這種電流分配關(guān)系是三極管實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的基礎(chǔ),例如在音頻放大電路中,微弱的音頻信號(hào)電流作為基極電流輸入,經(jīng)過(guò)三極管放大后,就能在集電極得到幅度較大的輸出電流,進(jìn)而推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。共基電路輸入阻抗低、輸出阻抗高,適合做電流緩沖器。

針對(duì)三極管參數(shù)隨溫度漂移的問(wèn)題,可采用 NPN 管自身組成溫度補(bǔ)償電路,常見(jiàn)的有 diode 補(bǔ)償和三極管補(bǔ)償。diode 補(bǔ)償是將二極管與基極串聯(lián),二極管正向壓降隨溫度變化與 VBE 一致(每升高 1℃,均下降 2-2.5mV),抵消 VBE 的漂移;三極管補(bǔ)償是用另一支同型號(hào)三極管的發(fā)射結(jié)與原三極管發(fā)射結(jié)并聯(lián),利用兩只管子參數(shù)的一致性,使溫度漂移相互抵消。例如在共射放大電路中,基極串聯(lián) 1N4148 二極管,當(dāng)溫度升高 10℃,VBE 下降 25mV,二極管正向壓降也下降 25mV,確保 IB 基本不變,IC 穩(wěn)定。用 hFE 檔估測(cè) β,β<10 或無(wú)顯示,說(shuō)明放大能力失效。華南地區(qū)小信號(hào)NPN型晶體三極管信噪比80dB
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。通信設(shè)備抗輻射NPN型晶體三極管響應(yīng)時(shí)間10ns
正確識(shí)別引腳是三極管應(yīng)用的前提,常用方法有:一是看封裝標(biāo)識(shí),TO-92 封裝管(如 9013),引腳朝下、標(biāo)識(shí)面向自己,從左至右依次為 E、B、C;SOT-23 封裝管(如 MMBT3904),引腳朝下、缺口朝左,從左至右依次為 E、B、C(部分型號(hào)順序不同,需查手冊(cè))。二是用萬(wàn)用表檢測(cè),將萬(wàn)用表調(diào)至 “二極管檔”,紅表筆接 B,黑表筆接 E,顯示壓降 0.6-0.7V(正向?qū)ǎ?;黑表筆接 C,紅表筆接 B,顯示壓降 0.6-0.7V(正向?qū)ǎ?;其他引腳組合顯示 “OL”(反向截止),據(jù)此區(qū)分 B、E、C。通信設(shè)備抗輻射NPN型晶體三極管響應(yīng)時(shí)間10ns
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