NPN 型小功率晶體三極管的輸入特性曲線是描述基極電流(IB)與基極 - 發(fā)射極電壓(VBE)之間關(guān)系的曲線,通常在固定集電極 - 發(fā)射極電壓(VCE)的條件下測(cè)繪。對(duì)于硅材料的 NPN 型小功率三極管,當(dāng) VCE 大于 1V 時(shí),輸入特性曲線基本重合,曲線形狀與二極管的正向伏安特性相似。在 VBE 較小時(shí),IB 幾乎為零,這個(gè)區(qū)域被稱為死區(qū),硅管的死區(qū)電壓約為 0.5V;當(dāng) VBE 超過(guò)死區(qū)電壓后,IB 隨著 VBE 的增加而快速增大,且近似呈指數(shù)關(guān)系增長(zhǎng),此時(shí) VBE 基本穩(wěn)定在 0.6-0.7V 的范圍內(nèi),這一特性在電路設(shè)計(jì)中具有重要意義,例如在共射放大電路中,常利用這一特性設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn),確保輸入信號(hào)在整個(gè)周期內(nèi)都能被有效放大,避免出現(xiàn)截止失真。LED 驅(qū)動(dòng)中,射極輸出器串聯(lián) 15Ω 電阻,使 RL 與 ro 匹配,亮度穩(wěn)定??蒲蓄I(lǐng)域特殊封裝NPN型晶體三極管參數(shù)測(cè)試

NPN 型小功率晶體三極管的輸出特性曲線是以基極電流(IB)為參變量,描述集電極電流(IC)與集電極 - 發(fā)射極電壓(VCE)之間關(guān)系的一族曲線。輸出特性曲線通常分為三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。截止區(qū)是指 IB=0 時(shí)的區(qū)域,此時(shí) IC 很小,近似為零,三極管相當(dāng)于開(kāi)路,一般當(dāng) VBE 小于死區(qū)電壓時(shí),三極管工作在截止區(qū);放大區(qū)的特點(diǎn)是 IC 基本不隨 VCE 的變化而變化,與 IB 成正比,即 IC=βIB,此時(shí)三極管具有穩(wěn)定的電流放大能力,是放大電路中三極管的主要工作區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi),發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置;飽和區(qū)是指當(dāng) VCE 較小時(shí),IC 不再隨 IB 的增大而線性增大,此時(shí) IC 達(dá)到飽和值(ICS),三極管相當(dāng)于短路,飽和時(shí)的 VCE 稱為飽和壓降(VCE (sat)),小功率 NPN 型三極管的 VCE (sat) 通常在 0.1-0.3V 之間,飽和區(qū)常用于開(kāi)關(guān)電路中,實(shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通與關(guān)斷。科研領(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管二極管補(bǔ)償法中,二極管與基極串聯(lián),抵消 VBE 的溫度漂移。

共射放大電路是 NPN 型小功率管的經(jīng)典應(yīng)用,發(fā)射極接地,輸入信號(hào)加在 BE 間,輸出信號(hào)從 CE 間取出。電路中,RB(基極偏置電阻)控制 IB,確定靜態(tài)工作點(diǎn);RC(集電極負(fù)載電阻)將 IC 變化轉(zhuǎn)化為 VCE 變化,實(shí)現(xiàn)電壓放大。該電路的優(yōu)勢(shì)是電壓放大倍數(shù)高(Av=-βRC/ri,ri 為輸入電阻)、電流放大倍數(shù)大,缺點(diǎn)是輸入電阻小、輸出電阻大,輸出信號(hào)與輸入信號(hào)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(fēng)輸出的 mV 級(jí)信號(hào)放大至 V 級(jí),為后級(jí)功率放大提供信號(hào)源。
PN 型小功率晶體三極管的輸入特性曲線直接影響電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置。該曲線以集電極 - 發(fā)射極電壓 VCE 為固定參量(通常需滿足 VCE≥1V,消除 VCE 對(duì)曲線的影響),描述基極電流 IB 與基極 - 發(fā)射極電壓 VBE 之間的關(guān)系,其形態(tài)與二極管正向伏安特性高度相似,存在明顯的 “死區(qū)” 與 “導(dǎo)通區(qū)” 劃分。對(duì)于硅材料三極管,當(dāng) VBE<0.5V 時(shí),發(fā)射結(jié)未充分導(dǎo)通,IB 近似為 0,三極管處于截止?fàn)顟B(tài),此為死區(qū);當(dāng) VBE 突破 0.5V 死區(qū)電壓后,IB 隨 VBE 的增大呈指數(shù)級(jí)快速上升,且在正常工作范圍內(nèi),VBE 會(huì)穩(wěn)定在 0.6-0.7V 的狹窄區(qū)間,這一特性成為電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵依據(jù)。例如在共射放大電路中,設(shè)計(jì)師需利用這一穩(wěn)定區(qū)間,通過(guò)基極偏置電阻(如分壓式偏置中的 RB1、RB2)精確控制 VBE,將 IB 鎖定在合適數(shù)值,確保靜態(tài)工作點(diǎn)落在放大區(qū)中心。9013 三極管 TO-92 封裝時(shí),PCM=625mW,SOT-23 封裝則為 700mW。

NPN 型小功率晶體三極管的 重要半導(dǎo)體材料多為硅,少數(shù)特殊場(chǎng)景用鍺。硅材料的優(yōu)勢(shì)在于禁帶寬度約 1.1eV,常溫下反向漏電流遠(yuǎn)小于鍺管,穩(wěn)定性更強(qiáng),這也是硅管成為主流的關(guān)鍵原因。例如常用的 901 系列、8050 系列均為硅管,在 25℃環(huán)境下,ICBO(集電極 - 基極反向飽和電流)通常小于 10nA;而鍺管 ICBO 可達(dá)數(shù) μA,在對(duì)成本極端敏感且工作電流極小的簡(jiǎn)易電路(如老式礦石收音機(jī))中應(yīng)用。此外,硅管的溫度耐受范圍更廣(-55℃~150℃),能適配多數(shù)民用電子設(shè)備的工作環(huán)境,鍺管則因溫度穩(wěn)定性差,逐漸被硅管取代。放大能力下降表現(xiàn)為輸出幅度減,多因 β 值明顯低于標(biāo)稱值??蒲蓄I(lǐng)域特殊封裝NPN型晶體三極管參數(shù)測(cè)試
基極并加速電容,可縮短載流子存儲(chǔ)時(shí)間,加快開(kāi)關(guān)速度??蒲蓄I(lǐng)域特殊封裝NPN型晶體三極管參數(shù)測(cè)試
集電極最大允許功耗 PCM 是指 NPN 型小功率晶體三極管在工作過(guò)程中,集電結(jié)所能承受的最大功耗,它是由三極管的結(jié)溫上限決定的。三極管工作時(shí),集電結(jié)會(huì)產(chǎn)生功率損耗,這些損耗會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量,導(dǎo)致結(jié)溫升高,當(dāng)結(jié)溫超過(guò)上限值時(shí),三極管會(huì)因過(guò)熱而損壞。PCM 的計(jì)算公式為 PCM = IC × VCE,即集電極電流與集電極 - 發(fā)射極電壓的乘積。小功率 NPN 型三極管的 PCM 通常較小,一般在幾十毫瓦到幾百毫瓦之間,例如 9012 三極管的 PCM 約為 625mW,8050 三極管的 PCM 約為 1W。在電路設(shè)計(jì)中,必須確保三極管的實(shí)際功耗 PC = IC × VCE 小于 PCM,為了降低三極管的功耗和結(jié)溫,通常會(huì)合理選擇電路參數(shù),減少 IC 和 VCE 的乘積,同時(shí)在功耗較大的場(chǎng)合,可為三極管加裝散熱片,提高散熱效率,從而使三極管能夠在接近 PCM 的條件下穩(wěn)定工作??蒲蓄I(lǐng)域特殊封裝NPN型晶體三極管參數(shù)測(cè)試
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