NPN 型小功率晶體三極管在開關電路中主要工作在截止區和飽和區,通過控制基極電流來實現電路的導通與關斷。當基極沒有輸入信號或輸入信號較小時,基極電流 IB=0(或很小),此時三極管工作在截止區,集電極電流 IC≈0,集電極與發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,電路處于截止狀態;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,集電極與發射極之間的飽和壓降 VCE (sat) 很小(通常為 0.1-0.3V),三極管相當于一個閉合的開關,電路處于導通狀態。三極管開關電路具有開關速度快、無機械磨損、壽命長等優點,廣泛應用于數字電路、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特性實現邏輯電平的轉換;在脈沖寬度調制(PWM)電路中,通過控制三極管的導通與關斷時間,實現對輸出電壓或電流的調節。LED 驅動中,射極輸出器串聯 15Ω 電阻,使 RL 與 ro 匹配,亮度穩定。華東地區批量采購NPN型晶體三極管響應時間10ns
共集放大電路(射極輸出器)以集電極接地,輸入信號加在 BC 間,輸出信號從 BE 間取出。NPN 型小功率管在該電路中工作在放大區, 重要特點是電壓放大倍數≈1(Av<1),輸出與輸入同相(無反相),輸入電阻高(ri≈βRL,RL 為負載電阻)、輸出電阻低(ro≈ri/β)。雖無電壓放大能力,但帶負載能力強,常用于多級放大電路的輸入級、輸出級或隔離級。例如在傳感器信號采集電路時,共集電路作為輸入級,高輸入電阻可減少對傳感器輸出信號的衰減;在 LED 驅動電路中,作為輸出級,低輸出電阻可穩定 LED 工作電流。定制需求高速開關NPN型晶體三極管響應時間10ns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。
LC 振蕩電路的頻率穩定性由 LC 諧振回路的 Q 值決定,Q 值越高,頻率穩定性越好。小功率 NPN 管的極間電容(尤其是 Cbc)會影響 LC 回路的等效電容,導致頻率漂移,解決方法是選擇 Cbc 小的高頻三極管(如 2SC3355),并在三極管與 LC 回路間加入隔離電路(如共基電路),減少極間電容對回路的影響。此外,采用溫度系數小的電容(如云母電容)和電感(如密封電感),可進一步降低溫度變化對頻率的影響。例如在 27MHz 的無線話筒振蕩電路中,用 Cbc=1.5pF 的 2SC3355 管,配合云母電容(溫度系數 ±50ppm/℃),頻率漂移可控制在 ±1kHz 以內。
NPN 型小功率三極管存在三個極間電容:發射結電容 Cbe、集電結電容 Cbc 和集電極 - 發射極電容 Cce,這些電容會影響三極管的高頻性能。Cbe 主要由發射結的勢壘電容和擴散電容組成,通常在幾十到幾百 pF;Cbc 數值較小(幾到幾十 pF),但因跨接在輸入與輸出端,會形成密勒效應,大幅降低電路的上限截止頻率;Cce 一般在幾 pF,對高頻影響相對較小。例如在 10MHz 以上的高頻電路中,若三極管 Cbc=10pF,密勒效應會使等效輸入電容增至數百 pF,導致信號嚴重衰減,因此高頻應用需選擇 Cbc 小的型號,如 S9018(Cbc≈2pF)。RC 振蕩電路起振需 AF≥1,A 為放大倍數,F 為反饋系數。
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,對于放大電路,需要選擇 β 值直插封裝適合手工焊接和高溫環境,維修更換更方便。定制需求高速開關NPN型晶體三極管響應時間10ns
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。華東地區批量采購NPN型晶體三極管響應時間10ns
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,例如在收音機的中頻放大電路中,就大量采用 NPN 型小功率三極管組成共射放大電路,將接收到的微弱中頻信號放大,為后續的解調電路提供足夠幅度的信號。華東地區批量采購NPN型晶體三極管響應時間10ns
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