電流放大系數(shù) β 并非在所有頻率下都恒定,而是隨信號頻率升高而下降,這一特性用特征頻率 fT 描述,fT 是指 β 下降至 1 時的頻率,是衡量三極管高頻放大能力的關(guān)鍵參數(shù)。小功率 NPN 管的 fT 差異較大,低頻管(如 9014)fT 約 150MHz,高頻管(如 S9018)fT 可達 1GHz 以上。在實際應(yīng)用中,需確保工作頻率遠低于 fT(通常為 fT 的 1/5~1/10),才能保證穩(wěn)定的放大效果。例如在 FM 收音機中頻放大電路(工作頻率 10.7MHz)中,選擇 fT≥100MHz 的三極管(如 2SC1815,fT=110MHz),可避免因 β 下降導致的放大倍數(shù)不足。共射電路有截止失真,因靜態(tài)工作點低,可減小 RB 或提高 VCC 避免。華東地區(qū)NPN型晶體三極管直插封裝
共基放大電路以基極作為公共電極,輸入信號加在發(fā)射極和基極之間,輸出信號從集電極和基極之間取出,NPN 型小功率三極管在該電路中工作在放大區(qū)。共基放大電路的突出特點是頻率響應(yīng)好,上限截止頻率高,這是因為基極交流接地,基極電容的影響較小,減少了載流子在基區(qū)的渡越時間對高頻信號的影響,因此常用于高頻放大電路中,如射頻信號放大、高頻振蕩電路等。與共射放大電路相比,共基放大電路的電壓放大倍數(shù)較高,但電流放大倍數(shù)小于 1,即沒有電流放大能力,能實現(xiàn)電壓放大,且輸出信號與輸入信號同相位。在實際應(yīng)用時,共基放大電路常與共射放大電路組合使用,構(gòu)成共射 - 共基組合放大電路,既能獲得較高的電壓放大倍數(shù),又能擁有良好的高頻特性,滿足高頻信號放大的需求,例如在通信設(shè)備的高頻放大模塊中,就常采用這種組合電路。線上渠道批量采購NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300三極管參數(shù)需降額使用,IC≤0.8ICM,保障電路可靠。
溫度對 NPN 型小功率三極管參數(shù)影響比較明顯:一是 VBE 隨溫度升高而減小,每升高 1℃,VBE 下降 2-2.5mV,可能導致 IB 增大、IC 漂移;二是 β 隨溫度升高而增大,每升高 10℃,β 增大 10%-20%,加劇 IC 不穩(wěn)定;三是集電極反向飽和電流 ICBO(發(fā)射極開路時 CB 反向電流)隨溫度升高呈指數(shù)增長,每升高 10℃,ICBO 翻倍,而 ICEO(基極開路時 CE 反向電流)≈(1+β) ICBO,變化更劇烈。例如在高溫環(huán)境(如汽車電子)中,需通過溫度補償電路(如并聯(lián)二極管)抵消溫度對參數(shù)的影響。
NPN 型小功率晶體三極管在開關(guān)電路中主要工作在截止區(qū)和飽和區(qū),通過控制基極電流來實現(xiàn)電路的導通與關(guān)斷。當基極沒有輸入信號或輸入信號較小時,基極電流 IB=0(或很?。藭r三極管工作在截止區(qū),集電極電流 IC≈0,集電極與發(fā)射極之間的電壓近似等于電源電壓,三極管相當于一個斷開的開關(guān),電路處于截止狀態(tài);當基極輸入足夠大的信號時,基極電流 IB 增大,使得集電極電流 IC 達到飽和值 ICS,此時三極管工作在飽和區(qū),集電極與發(fā)射極之間的飽和壓降 VCE (sat) 很?。ㄍǔ?0.1-0.3V),三極管相當于一個閉合的開關(guān),電路處于導通狀態(tài)。三極管開關(guān)電路具有開關(guān)速度快、無機械磨損、壽命長等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路、脈沖電路中,例如在邏輯門電路(如非門、與非門)中,利用 NPN 型小功率三極管的開關(guān)特性實現(xiàn)邏輯電平的轉(zhuǎn)換;在脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路中,通過控制三極管的導通與關(guān)斷時間,實現(xiàn)對輸出電壓或電流的調(diào)節(jié)。FM 收音機中頻放大用 fT≥100MHz 的管,如 2SC1815,避免放大不足。
NPN 型小功率三極管是電子教學實驗的 重要器件,典型實驗包括:一是三極管放大特性實驗,通過改變 IB 測量 IC,繪制 β 曲線,理解電流放大原理;二是共射放大電路實驗,測量電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻,觀察失真現(xiàn)象;三是開關(guān)特性實驗,用脈沖信號控制三極管導通 / 截止,測量開關(guān)時間;四是振蕩電路實驗,組裝 RC 或 LC 振蕩電路,觀察振蕩波形,理解起振條件。這些實驗幫助學生直觀掌握三極管工作原理,為后續(xù)復(fù)雜電路學習奠定基礎(chǔ),例如在放大特性實驗中,用 9014 管,改變 RB 從 100kΩ 至 200kΩ,測量 IB 從 43μA 至 21μA,IC 從 4.3mA 至 2.1mA,計算 β≈100,驗證電流放大關(guān)系。再測反向截止性,反向應(yīng)顯示 “OL”,否則 PN 結(jié)漏電。汽車電子低噪聲NPN型晶體三極管直插封裝
5V 繼電器驅(qū)動,基極電阻選 4.3kΩ,確保 IB=1mA,滿足驅(qū)動需求。華東地區(qū)NPN型晶體三極管直插封裝
共集放大電路又稱射極輸出器,在該電路中,集電極作為公共電極,輸入信號加在基極和集電極之間,輸出信號從發(fā)射極和集電極之間取出。NPN 型小功率三極管在共集放大電路中同樣工作在放大區(qū),其 重要特點是電壓放大倍數(shù)小于 1 且近似等于 1,輸出電壓與輸入電壓同相位,即輸出電壓跟隨輸入電壓變化,因此也被稱為電壓跟隨器。雖然共集放大電路的電壓放大能力較弱,但它具有輸入電阻高、輸出電阻低的優(yōu)點,輸入電阻高可以減小信號源的負載效應(yīng),輸出電阻低則可以提高電路的帶負載能力,能夠驅(qū)動阻抗較低的負載?;谶@些特點,共集放大電路常用于多級放大電路的輸入級、輸出級或中間隔離級,例如在測量儀器的輸入電路中,采用共集放大電路可以減少對被測信號的影響;在功率放大電路的輸出級前,使用共集放大電路可以起到緩沖作用,提高整個電路的帶負載能力。華東地區(qū)NPN型晶體三極管直插封裝
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