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,其 重要特點是電壓放大倍數小于 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、輸出電阻低的優點,輸入電阻高可以減小信號源的負載效應,輸出電阻低則可以提高電路的帶負載能力,能夠驅動阻抗較低的負載。基于這些特點,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...
NPN 型小功率晶體三極管以半導體材料為基礎, 關鍵是 “三層兩結” 結構:自上而下(或自左至右)依次為 N 型發射區、P 型基區、N 型集電區,相鄰區域形成發射結和集電結。發射區采用高摻雜工藝,提升自由電子濃度,便于載流子發射;基區摻雜濃度低且厚度極薄(幾微米),減少載流子在基區的復合損耗;集電區面積遠大于發射區,增強載流子收集能力。三個區域分別引出電極:發射極(E)、基極(B)、集電極(C),常見 TO-92(塑封直插)、SOT-23(貼片)等封裝,封裝不僅保護內部結構,還通過引腳實現電路連接,適配不同安裝場景。電流放大系數 β 隨頻率升高而降,特征頻率 fT 是 β=1 時的頻率。福建耐...
針對三極管參數隨溫度漂移的問題,可采用 NPN 管自身組成溫度補償電路,常見的有 diode 補償和三極管補償。diode 補償是將二極管與基極串聯,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;三極管補償是用另一支同型號三極管的發射結與原三極管發射結并聯,利用兩只管子參數的一致性,使溫度漂移相互抵消。例如在共射放大電路中,基極串聯 1N4148 二極管,當溫度升高 10℃,VBE 下降 25mV,二極管正向壓降也下降 25mV,確保 IB 基本不變,IC 穩定。基極串 100Ω-1kΩ 電阻,能限制高頻干擾電流,提升抗干擾性。北京高電...
溫度對 NPN 型小功率三極管參數影響比較明顯: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 不穩定;三是集電極反向飽和電流 ICBO(發射極開路時 CB 反向電流)隨溫度升高呈指數增長,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。例如在高溫環境(如汽車電子)中,需通過溫度補償電路(如并聯二極管)抵消溫度對參數的影響。三極管補償法用同型號管發射結并聯,抵消參數溫度漂移。高頻NPN型晶體...
脈沖電路需輸出高低電平交替的脈沖信號,NPN 型小功率三極管通過快速切換截止與飽和狀態實現該功能。例如在矩形波發生器中,三極管與 RC 充放電電路配合:RC 充電時,VB 上升,IB 增大,三極管飽和,輸出低電平;RC 放電時,VB 下降,IB 減小,三極管截止,輸出高電平,通過調整 RC 參數控制脈沖周期(T≈1.4RC)。此外,在脈沖寬度調制(PWM)電路中,三極管根據輸入的 PWM 信號導通 / 截止,控制負載(如電機、LED)的平均電壓 / 電流,實現調速、調光功能,例如 LED 調光電路中,PWM 占空比從 10% 增至 90%,LED 亮度隨之提升。電流放大系數 β 隨頻率升高而降...
溫度對 NPN 型小功率三極管參數影響比較明顯: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 不穩定;三是集電極反向飽和電流 ICBO(發射極開路時 CB 反向電流)隨溫度升高呈指數增長,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。例如在高溫環境(如汽車電子)中,需通過溫度補償電路(如并聯二極管)抵消溫度對參數的影響。PWM 調光電路中,三極管占空比通常設 10%-90%,避免閃爍和過...
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,集電極所能通過的最大電流值。當集電極電流 IC 超過 ICM 時,三極管的電流放大系數 β 會明顯下降,雖然此時三極管可能不會立即損壞,但會導致電路的放大性能變差,無法滿足設計要求。ICM 的數值與三極管的封裝形式、散熱條件密切相關,相同型號的三極管,采用散熱性能更好的封裝時,ICM 會有所增大;同時,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...
共射放大電路的失真,有截止失真和飽和失真:截止失真是因靜態工作點過低,輸入信號負半周使三極管進入截止區,輸出信號正半周被削波,解決方法是減小 RB(增大 IBQ)或提高 VCC;飽和失真是因靜態工作點過高,輸入信號正半周使三極管進入飽和區,輸出信號負半周被削波,解決方法是增大 RB(減小 IBQ)、減小 RC 或降低 VCC。例如當輸入正弦信號時,若示波器顯示輸出波形頂部被削,為截止失真,可將 RB 從 100kΩ 調至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,為飽和失真,可將 RC 從 2kΩ 調至 3kΩ,降低 ICQ。選型時需結合電路需求,考慮封裝形式、頻率特性及溫度穩定性,優先選適配參數的...
選型需結合電路需求綜合判斷:一是確定參數匹配,ICM≥電路*大 IC 的 1.2 倍,PCM≥電路*大 PC 的 1.2 倍,V (BR) CEO≥電路*大電壓的 1.2 倍,β 根據放大需求選擇(放大電路選 β=50-100,開關電路選 β=20-50);二是考慮封裝形式,直插電路選 TO-92,貼片電路選 SOT-23;三是關注溫度適應性,高溫環境(如工業控制)選耐高溫型號(結溫≥175℃),低溫環境(如戶外設備)選耐低溫型號(工作溫度≤-40℃);四是優先選常用型號,性價比高且易采購,特殊需求(如高頻)選型號(如 S9018)。用它可做電池電量檢測器,電壓達標時 LED 點亮,直觀判斷電...
NPN 型小功率晶體三極管是電子電路中常用的半導體器件,其 重要結構由三層半導體材料構成,分別為發射區、基區和集電區。發射區采用高摻雜的 N 型半導體,目的是提高載流子(自由電子)的濃度,便于后續載流子的發射;基區為 P 型半導體,其摻雜濃度低,而且物理厚度極薄,通常有幾微米到幾十微米,這種設計能讓發射區注入的載流子快速穿過基區,減少在基區的復合損耗;集電區同樣是 N 型半導體,面積比發射區大得多,主要作用是高效收集從基區過來的載流子。三個區域分別引出三個電極,對應發射極(E)、基極(B)和集電極(C),電極的引出方式和位置會根據三極管的封裝形式有所差異,常見的封裝有 TO-92、SOT-23...
NPN 型小功率晶體三極管是電子電路中常用的半導體器件,其 重要結構由三層半導體材料構成,分別為發射區、基區和集電區。發射區采用高摻雜的 N 型半導體,目的是提高載流子(自由電子)的濃度,便于后續載流子的發射;基區為 P 型半導體,其摻雜濃度低,而且物理厚度極薄,通常有幾微米到幾十微米,這種設計能讓發射區注入的載流子快速穿過基區,減少在基區的復合損耗;集電區同樣是 N 型半導體,面積比發射區大得多,主要作用是高效收集從基區過來的載流子。三個區域分別引出三個電極,對應發射極(E)、基極(B)和集電極(C),電極的引出方式和位置會根據三極管的封裝形式有所差異,常見的封裝有 TO-92、SOT-23...
脈沖電路需輸出高低電平交替的脈沖信號,NPN 型小功率三極管通過快速切換截止與飽和狀態實現該功能。例如在矩形波發生器中,三極管與 RC 充放電電路配合:RC 充電時,VB 上升,IB 增大,三極管飽和,輸出低電平;RC 放電時,VB 下降,IB 減小,三極管截止,輸出高電平,通過調整 RC 參數控制脈沖周期(T≈1.4RC)。此外,在脈沖寬度調制(PWM)電路中,三極管根據輸入的 PWM 信號導通 / 截止,控制負載(如電機、LED)的平均電壓 / 電流,實現調速、調光功能,例如 LED 調光電路中,PWM 占空比從 10% 增至 90%,LED 亮度隨之提升。27MHz 無線話筒選 Cbc=...
隨著電子技術發展,NPN 型小功率三極管向微型化、高集成化、低功耗方向發展,如 SOT-23 封裝進一步小型化為 SOT-323,功耗從幾百毫瓦降至幾十毫瓦。同時,部分場景下被替代:一是集成電路替代,如放大電路用運算放大器(如 LM358)替代分立三極管,簡化設計;二是 MOS 管替代,MOS 管(如 N 溝道增強型 MOS 管 IRLML2502)在開關電路中更具優勢,導通電阻小、驅動電流低,適合低功耗場景;三是 GaN(氮化鎵)器件替代,在高頻、高壓場景(如快充電路)中,GaN 器件效率更高、散熱更好。但在簡單電路(如 LED 驅動、繼電器控制)中,NPN 型小功率三極管因成本低、易用性強...
共基放大電路以基極作為公共電極,輸入信號加在發射極和基極之間,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。共基放大電路的突出特點是頻率響應好,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較高,但電流放大倍數小于 1,即沒有電流放大能力,能實現電壓放大,且輸出信號與輸入信號同相位。在實際應用時,共基放大電路常與共射放大電路組合使用,構成共射 - 共基組合放大電路,既能獲得較高的電壓放大倍數,又能擁有良...
振蕩電路無需外部輸入信號即可產生周期性信號,NPN 型小功率三極管作為放大器件,為電路提供能量補償。振蕩需滿足相位平衡(總相移 360°)和幅值平衡(放大倍數 × 反饋系數≥1)。例如 RC 橋式振蕩電路,三極管組成共射放大電路(提供 180° 相移),RC 串并聯網絡(提供 180° 相移)實現正反饋,產生低頻正弦波(頻率 f=1/(2πRC)),用于音頻信號源;LC 振蕩電路(如哈特萊振蕩電路),三極管放大信號,LC 諧振回路選頻并反饋,產生高頻信號(f≈1/(2π√(LC))),用于無線電發射機的載波產生。8050 管 ICM=1A,PCM=1W,降額后 IC≤800mA,PC≤700m...
常見故障有:一是三極管燒毀,多因 IC 超過 ICM、PC 超過 PCM 或 VCE 超過 V (BR) CEO,排查時用萬用表測 CE 間電阻,若為 0Ω(短路)或無窮大(開路),說明燒毀,需更換參數匹配的三極管;二是放大能力下降,表現為輸出信號幅度減小,測 β 值若明顯低于標稱值,需更換三極管;三是開關失控,導通時 CE 壓降過大(未飽和),需增大 IB(減小 RB),截止時 IC 過大(漏電),需更換質量合格的三極管;四是溫度漂移,IC 隨溫度升高而增大,需增加溫度補償電路(如在 RB 旁并聯負溫度系數熱敏電阻)。共射放大實驗測電壓放大倍數和阻抗,觀察失真現象。全國大功率NPN型晶體三極...
共射放大電路是 NPN 型小功率管的經典應用,發射極接地,輸入信號加在 BE 間,輸出信號從 CE 間取出。電路中,RB(基極偏置電阻)控制 IB,確定靜態工作點;RC(集電極負載電阻)將 IC 變化轉化為 VCE 變化,實現電壓放大。該電路的優勢是電壓放大倍數高(Av=-βRC/ri,ri 為輸入電阻)、電流放大倍數大,缺點是輸入電阻小、輸出電阻大,輸出信號與輸入信號反相。例如在音頻前置放大電路中,用 9014 管組成共射電路,將麥克風輸出的 mV 級信號放大至 V 級,為后級功率放大提供信號源。PC≤0.7PCM,VCE≤0.7V (BR) CEO,避免參數超標損壞器件。貼片式NPN型晶體...
在實際電路設計中,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足電路的性能要求。首先,根據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,根據電路的工作電壓確定反向擊穿電壓,特別是集電極 - 發射極反向擊穿電壓 V (BR) CEO,要確保電路中的電源電壓和動態電壓峰值不超過 V (BR) CEO;然后,根據電路的功耗要求確定集電極最大允許功耗 PCM,通過計算三極管的實際功耗(PC=IC×VCE),確保 PC 小于 PCM,必要時可考慮加裝散熱片;另外,根據電路的放大需求選擇合適的電流放大系數 β,對于...
用萬用表檢測三極管好壞:第一步測 PN 結正向導通性,紅表筆接 B,黑表筆接 E、C,均應顯示 0.6-0.7V(硅管),若顯示 “OL” 或壓降異常,說明發射結 / 集電結損壞;第二步測反向截止性,黑表筆接 B,紅表筆接 E、C,均應顯示 “OL”,若有導通壓降,說明 PN 結反向漏電;第三步估測 β,將萬用表調至 “hFE 檔”,根據三極管類型(NPN)插入對應插槽,顯示 β 值,若 β
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,集電極所能通過的最大電流值。當集電極電流 IC 超過 ICM 時,三極管的電流放大系數 β 會明顯下降,雖然此時三極管可能不會立即損壞,但會導致電路的放大性能變差,無法滿足設計要求。ICM 的數值與三極管的封裝形式、散熱條件密切相關,相同型號的三極管,采用散熱性能更好的封裝時,ICM 會有所增大;同時,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...
電流放大系數 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鍵參數。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不足。教學實...
靜態工作點是三極管放大電路的 重要參數,需通過偏置電路設置,確保三極管工作在放大區。常用的偏置方式有固定偏置和分壓式偏置:固定偏置通過基極電阻 RB 直接從電源取電,RB=(VCC-VBE)/IBQ,電路簡單但穩定性差,適合負載固定、溫度變化小的場景;分壓式偏置(RB1、RB2 分壓)使 VB 穩定(VB≈VCC×RB2/(RB1+RB2)),再通過發射極電阻 RE 抑制 IC 漂移,穩定性遠優于固定偏置,是多數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 RB2=2kΩ(VB≈2.7V)、RB1=10kΩ、RE=100Ω,確保靜態工作點穩...
共射放大電路是 NPN 型小功率晶體三極管常用的應用電路之一,其特點是發射極作為公共電極,輸入信號加在基極和發射極之間,輸出信號從集電極和發射極之間取出。在共射放大電路中,三極管工作在放大區,通過設置合適的靜態工作點,確保輸入交流信號在整個周期內都能被有效放大,避免出現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,確定靜態工作點;集電極電阻 RC 則用于將集電極電流的變化轉化為電壓的變化,實現電壓放大。共射放大電路具有較高的電壓放大倍數和電流放大倍數,同時輸出信號與輸入信號相位相反,因此也被稱為反相放大電路。這種電路廣泛應用于音頻放大、信號預處理等領域,例如在...
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、輸入輸出電阻,觀察失真現象;三是開關特性實驗,用脈沖信號控制三極管導通 / 截止,測量開關時間;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,為后續復雜電路學習奠定基礎,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 ...
PWM 調光電路通過改變三極管導通時間(占空比)調節 LED 亮度,占空比范圍受三極管開關速度和 LED 響應時間限制。若占空比過低(如 95%),三極管導通時間過長,可能因 PC=IC×VCE 超過 PCM 導致過熱。例如 LED 工作電流 300mA,VCE=0.3V(飽和時),PC=90mW,選擇 PCM=200mW 的三極管(如 8050),占空比可設為 10%~90%,既避免閃爍,又確保功耗安全,同時 PWM 頻率需≥100Hz,超出人眼視覺暫留范圍。5V 繼電器驅動,基極電阻選 4.3kΩ,確保 IB=1mA,滿足驅動需求。四川低噪聲NPN型晶體三極管常見故障有:一是三極管燒毀,...
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、輸入輸出電阻,觀察失真現象;三是開關特性實驗,用脈沖信號控制三極管導通 / 截止,測量開關時間;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,為后續復雜電路學習奠定基礎,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 ...
繼電器線圈是感性負載,斷電時會產生反向電動勢,可能擊穿三極管。需在繼電器線圈兩端并聯續流二極管(如 1N4001),二極管正極接線圈負極,負極接線圈正極,當線圈斷電時,反向電動勢通過二極管形成回路,保護三極管。此外,若繼電器工作電流接近 ICM,需在基極增加限流電阻,避免 IB 過大導致三極管燒毀。例如 5V 繼電器線圈電阻 50Ω(工作電流 100mA),用 9013 管(ICM=500mA)驅動,除并聯續流二極管外,基極電阻 RB=(5-0.7)/1mA=4.3kΩ,確保 IB=1mA(β=100 時,IC=100mA),既滿足驅動需求,又避免過載。選型時需結合電路需求,考慮封裝形式、頻率...
共射放大電路的失真,有截止失真和飽和失真:截止失真是因靜態工作點過低,輸入信號負半周使三極管進入截止區,輸出信號正半周被削波,解決方法是減小 RB(增大 IBQ)或提高 VCC;飽和失真是因靜態工作點過高,輸入信號正半周使三極管進入飽和區,輸出信號負半周被削波,解決方法是增大 RB(減小 IBQ)、減小 RC 或降低 VCC。例如當輸入正弦信號時,若示波器顯示輸出波形頂部被削,為截止失真,可將 RB 從 100kΩ 調至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,為飽和失真,可將 RC 從 2kΩ 調至 3kΩ,降低 ICQ。汽車電子中,三極管驅動電路 PCB 輸入輸出回路垂直布局,降 EMI。安徽...
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,主要包括集電極 - 基極反向擊穿電壓(V (BR) CBO)、集電極 - 發射極反向擊穿電壓(V (BR) CEO)和發射極 - 基極反向擊穿電壓(V (BR) EBO)。V (BR) CBO 是指發射極開路時,集電極與基極之間所能承受的 反向電壓,若超過此電壓,集電結會發生反向擊穿,導致反向電流急劇增大;V (BR) CEO 是指基極開路時,集電極與發射極之間的反向電壓,其數值通常小于 V (BR) CBO,因為基極開路時,集電結的反向擊穿會通過基區影響發射結,使得 V (BR) CEO 降低;V (BR) EBO 是指集電...
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,即發射結正向偏置、集電結反向偏置。發射結正向偏置是指在基極和發射極之間施加正向電壓,對于硅材料的三極管,這個正向電壓通常在 0.6-0.7V 左右,此時發射區的自由電子在正向電場的作用下,會大量越過發射結進入基區;集電結反向偏置則是在基極和集電極之間施加反向電壓,該電壓值通常比發射結正向電壓大得多,反向電場會阻止基區的空穴向集電區移動,同時能將基區中未與空穴復合的自由電子 “拉” 向集電區。當滿足這兩個偏置條件時,三極管內部會形成較大的集電極電流,且集電極電流會隨著基極電流的微小變化而發生明顯變化,從而實現電流放大功能。共射電路...