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(guò)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(guò)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。汽車電子中,三極管驅(qū)動(dòng)電路 PCB 輸入輸出回路垂直布局,降 EMI。華南地區(qū)小信號(hào)NPN型晶體三極管價(jià)格優(yōu)惠
溫度對(duì) 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(dǎo)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(shí) CB 反向電流)隨溫度升高呈指數(shù)增長(zhǎng),每升高 10℃,ICBO 翻倍,而 ICEO(基極開路時(shí) 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(guò)溫度補(bǔ)償電路(如并聯(lián)二極管)抵消溫度對(duì)參數(shù)的影響。定制需求抗輻射NPN型晶體三極管耐壓100vNPN型小功率晶體三極管多以硅為材料,有E、B、C三極,滿足偏置條件時(shí)可實(shí)現(xiàn)電流放大或開關(guān)功能。
貼片封裝(如 SOT-23、SOT-323)與直插封裝(TO-92)的 重要參數(shù)(ICM、PCM、β)相近,但散熱性能和安裝密度不同:直插封裝引腳長(zhǎng),散熱路徑長(zhǎng),PCM 通常略低(如 TO-92 封裝的 9013,PCM=625mW);貼片封裝緊貼 PCB,可通過(guò) PCB 銅箔散熱,PCM 可提升 10%~20%(如 SOT-23 封裝的 MMBT9013,PCM=700mW),且安裝密度高,適合小型化設(shè)備(如手機(jī)、智能手環(huán))。直插封裝則適合手工焊接和高溫環(huán)境(引腳散熱好),如工業(yè)控制設(shè)備中的繼電器驅(qū)動(dòng)電路,便于維修更換。
多級(jí)放大電路中,NPN 型小功率三極管的級(jí)間耦合方式有阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合通過(guò)電容傳遞交流信號(hào),隔斷直流,適合低頻信號(hào)(如音頻),但電容體積大,不適合集成;直接耦合無(wú)耦合電容,適合低頻和直流信號(hào),便于集成,但存在零點(diǎn)漂移,需加溫度補(bǔ)償;變壓器耦合通過(guò)變壓器傳遞信號(hào),可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,適合高頻功率放大(如射頻電路),但體積大、成本高。例如音頻功率放大電路,前級(jí)用阻容耦合(電容 10μF),后級(jí)用變壓器耦合,匹配揚(yáng)聲器阻抗(4Ω),提升輸出功率。三極管開關(guān)速度由 ton 和 toff 決定,小功率管多在幾十到幾百 ns。
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。RC 振蕩調(diào)試時(shí),VCE≈VCC/2,才能滿足起振的放大條件。華南地區(qū)高頻NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300
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。華南地區(qū)小信號(hào)NPN型晶體三極管價(jià)格優(yōu)惠
三極管的開關(guān)速度由導(dǎo)通時(shí)間(ton)和關(guān)斷時(shí)間(toff)決定,ton 是從 IB 加入到 IC 達(dá)到 90% IC (sat) 的時(shí)間,toff 是從 IB 撤銷到 IC 降至 10% IC (sat) 的時(shí)間,小功率 NPN 管的 ton 和 toff 通常在幾十到幾百 ns。開關(guān)速度影響電路的工作頻率,例如在 500kHz 的脈沖電路中,需選擇 ton+toff≤1μs 的三極管(如 MMBT3904,ton=25ns,toff=60ns),否則會(huì)出現(xiàn) “開關(guān)不完全”,導(dǎo)致 IC 波形拖尾,功耗增大。為加快開關(guān)速度,可在基極回路并聯(lián)加速電容,縮短載流子存儲(chǔ)時(shí)間。射極輸出器的輸出電阻低(通常幾十到幾百 Ω),需與低阻抗負(fù)載匹配才能發(fā)揮帶負(fù)載優(yōu)勢(shì)。若負(fù)載電阻 RL 遠(yuǎn)大于輸出電阻 ro,輸出電壓會(huì)隨 RL 變化,無(wú)法穩(wěn)定;若 RL 過(guò)?。ㄈ缧∮?ro 的 1/10),則會(huì)使 IC 增大,可能超過(guò) ICM。例如射極輸出器 ro=100Ω,驅(qū)動(dòng) LED 時(shí)(LED 工作電流 20mA,正向壓降 2V),需串聯(lián)限流電阻 R=(VCC-VE-VLED)/IL,若 VCC=5V、VE=2.7V,R=(5-2.7-2)/0.02=15Ω,此時(shí) RL(LED+R)≈15Ω,與 ro 匹配,LED 亮度穩(wěn)定。華南地區(qū)小信號(hào)NPN型晶體三極管價(jià)格優(yōu)惠
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