NPN 型小功率晶體三極管的參數(shù)對溫度變化非常敏感,溫度的變化會影響其性能。首先,溫度升高時,基極 - 發(fā)射極電壓 VBE 會減小,通常溫度每升高 1℃,VBE 約減小 2-2.5mV,這會導(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)工作點漂移;其次,溫度升高會使電流放大系數(shù) β 增大,一般溫度每升高 10℃,β 值約增大 10%-20%,β 值的增大同樣會使 IC 增大,加劇工作點的不穩(wěn)定;另外,溫度升高還會使集電極反向飽和電流 ICBO 增大,ICBO 是指發(fā)射極開路時,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(基極開路時集電極與發(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,這會導(dǎo)致三極管的穩(wěn)定性下降,甚至在無信號輸入時出現(xiàn)較大的輸出電流。溫度升高 1℃,VBE 下降 2-2.5mV,二極管正向壓降也同幅下降。廣東醫(yī)療級NPN型晶體三極管開關(guān)電源電路應(yīng)用維修

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(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 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(bǔ)償電路(如并聯(lián)二極管)抵消溫度對參數(shù)的影響。河南可焊接NPN型晶體三極管汽車電子控制系統(tǒng)應(yīng)用銷售直接耦合無電容,適合低頻和直流,易集成但有零點漂移。

多級放大電路中,NPN 型小功率三極管的級間耦合方式有阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合通過電容傳遞交流信號,隔斷直流,適合低頻信號(如音頻),但電容體積大,不適合集成;直接耦合無耦合電容,適合低頻和直流信號,便于集成,但存在零點漂移,需加溫度補(bǔ)償;變壓器耦合通過變壓器傳遞信號,可實現(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,前級用阻容耦合(電容 10μF),后級用變壓器耦合,匹配揚聲器阻抗(4Ω),提升輸出功率。
要讓 NPN 型小功率三極管實現(xiàn)放大或開關(guān)功能,需滿足特定偏置:發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。發(fā)射結(jié)正向偏置指基極電壓(VB)高于發(fā)射極電壓(VE),硅管正向壓降約 0.6-0.7V,此時發(fā)射區(qū)自由電子在電場作用下越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū);集電結(jié)反向偏置指集電極電壓(VC)高于基極電壓(VB),反向電場阻止基區(qū)空穴向集電區(qū)移動,同時 “牽引” 基區(qū)未復(fù)合的自由電子進(jìn)入集電區(qū)。若偏置條件不滿足,如發(fā)射結(jié)反偏,三極管會進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài);若集電結(jié)正偏,則可能進(jìn)入飽和狀態(tài),無法實現(xiàn)正常放大。電流放大系數(shù) β 隨頻率升高而降,特征頻率 fT 是 β=1 時的頻率。

NPN 型小功率三極管是電子教學(xué)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(dǎo)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(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。分壓式偏置穩(wěn)定性好,靠 RB1、RB2 分壓和 RE 抑制 IC 漂移,應(yīng)用廣。廣東醫(yī)療級NPN型晶體三極管開關(guān)電源電路應(yīng)用維修
三極管補(bǔ)償法用同型號管發(fā)射結(jié)并聯(lián),抵消參數(shù)溫度漂移。廣東醫(yī)療級NPN型晶體三極管開關(guān)電源電路應(yīng)用維修
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(dǎo)通與關(guān)斷。當(dāng)基極沒有輸入信號或輸入信號較小時,基極電流 IB=0(或很小),此時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(dāng)于一個斷開的開關(guān),電路處于截止?fàn)顟B(tài);當(dāng)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(dá)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) 很小(通常為 0.1-0.3V),三極管相當(dāng)于一個閉合的開關(guān),電路處于導(dǎo)通狀態(tài)。三極管開關(guān)電路具有開關(guān)速度快、無機(jī)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(dǎo)通與關(guān)斷時間,實現(xiàn)對輸出電壓或電流的調(diào)節(jié)。廣東醫(yī)療級NPN型晶體三極管開關(guān)電源電路應(yīng)用維修
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