科研領(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管貼片SOT-23

NPN 型小功率晶體三極管的參數(shù)對(duì)溫度變化非常敏感，溫度的變化會(huì)影響其性能。首先，溫度升高時(shí)，基極 - 發(fā)射極電壓 VBE 會(huì)減小，通常溫度每升高 1℃，VBE 約減小 2-2.5mV，這會(huì)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(diǎn)漂移；其次，溫度升高會(huì)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(huì)使 IC 增大，加劇工作點(diǎn)的不穩(wěn)定；另外，溫度升高還會(huì)使集電極反向飽和電流 ICBO 增大，ICBO 是指發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，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(kāi)路時(shí)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(huì)導(dǎo)致三極管的穩(wěn)定性下降，甚至在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)出現(xiàn)較大的輸出電流。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?？蒲蓄I(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管貼片SOT-23

NPN 型小功率三極管的 重要價(jià)值在于電流放大，其原理基于載流子的定向運(yùn)動(dòng)與分配。當(dāng)滿(mǎn)足導(dǎo)通偏置時(shí)，發(fā)射區(qū)大量自由電子注入基區(qū)，因基區(qū)薄且摻雜少，大部分自由電子（約 95% 以上）未與空穴復(fù)合，被集電結(jié)反向電場(chǎng)拉入集電區(qū)，形成集電極電流（IC）；少量自由電子（約 5% 以下）與基區(qū)空穴復(fù)合，需基極提供電流補(bǔ)充空穴，形成基極電流（IB）。此時(shí) IC 與 IB 成固定比例，即電流放大系數(shù) β=IC/IB（小功率管 β 通常 20-200），微小的 IB 變化會(huì)引發(fā) IC 大幅變化，例如 IB 從 10μA 增至 20μA，β=100 時(shí)，IC 會(huì)從 1mA 增至 2mA，實(shí)現(xiàn)電流放大。通信設(shè)備通用型NPN型晶體三極管散熱片設(shè)計(jì)27MHz 無(wú)線(xiàn)話(huà)筒選 Cbc=1.5pF 的 2SC3355，配合云母電容降頻漂。

共集放大電路又稱(chēng)射極輸出器，在該電路中，集電極作為公共電極，輸入信號(hào)加在基極和集電極之間，輸出信號(hào)從發(fā)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(qū)，其 重要特點(diǎn)是電壓放大倍數(shù)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(chēng)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(yōu)點(diǎn)，輸入電阻高可以減小信號(hào)源的負(fù)載效應(yīng)，輸出電阻低則可以提高電路的帶負(fù)載能力，能夠驅(qū)動(dòng)阻抗較低的負(fù)載。基于這些特點(diǎn)，共集放大電路常用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)或中間隔離級(jí)，例如在測(cè)量?jī)x器的輸入電路中，采用共集放大電路可以減少對(duì)被測(cè)信號(hào)的影響；在功率放大電路的輸出級(jí)前，使用共集放大電路可以起到緩沖作用，提高整個(gè)電路的帶負(fù)載能力。

在電磁干擾（EMI）嚴(yán)重的環(huán)境（如工業(yè)車(chē)間、射頻設(shè)備附近），NPN 型小功率三極管電路需采取抗干擾措施：一是在電源端并聯(lián)去耦電容（0.1μF 陶瓷電容 + 10μF 電解電容），抑制電源噪聲；二是在基極串聯(lián)小電阻（100Ω~1kΩ），限制高頻干擾電流；三是采用屏蔽罩，隔離外部射頻干擾；四是優(yōu)化 PCB 布局，使輸入線(xiàn)與輸出線(xiàn)分開(kāi)，避免交叉干擾。例如在汽車(chē)電子中的三極管驅(qū)動(dòng)電路，電源端并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容和 47μF 電解電容，基極串聯(lián) 220Ω 電阻，PCB 上輸入回路與輸出回路垂直布局，有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的 EMI 干擾。ICEO 是基極開(kāi)路時(shí) CE 反向電流，溫度敏感性強(qiáng)，會(huì)增大電路功耗。

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。貼片封裝 SOT-23 比直插 TO-92 散熱好，PCM 可提升 10%-20%。工業(yè)領(lǐng)域高速開(kāi)關(guān)NPN型晶體三極管

Cbc 易形成密勒效應(yīng)，大幅降低電路上限截止頻率，高頻應(yīng)用需選小 Cbc 型號(hào)?？蒲蓄I(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管貼片SOT-23

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(shù)，主要包括集電極 - 基極反向擊穿電壓（V (BR) CBO）、集電極 - 發(fā)射極反向擊穿電壓（V (BR) CEO）和發(fā)射極 - 基極反向擊穿電壓（V (BR) EBO）。V (BR) CBO 是指發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極與基極之間所能承受的 反向電壓，若超過(guò)此電壓，集電結(jié)會(huì)發(fā)生反向擊穿，導(dǎo)致反向電流急劇增大；V (BR) CEO 是指基極開(kāi)路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的反向電壓，其數(shù)值通常小于 V (BR) CBO，因?yàn)榛鶚O開(kāi)路時(shí)，集電結(jié)的反向擊穿會(huì)通過(guò)基區(qū)影響發(fā)射結(jié)，使得 V (BR) CEO 降低；V (BR) EBO 是指集電極開(kāi)路時(shí)，發(fā)射極與基極之間的反向電壓，由于發(fā)射結(jié)通常工作在正向偏置狀態(tài)，對(duì)反向電壓的耐受能力較弱，所以 V (BR) EBO 的數(shù)值較小，一般在幾伏到十幾伏之間。在電路設(shè)計(jì)中，必須確保三極管實(shí)際工作時(shí)的電壓不超過(guò)對(duì)應(yīng)的反向擊穿電壓，否則會(huì)導(dǎo)致三極管損壞?？蒲蓄I(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管貼片SOT-23

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