通信設(shè)備高頻NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300

靜態(tài)工作點(diǎn)是三極管放大電路的 重要參數(shù)，需通過(guò)偏置電路設(shè)置，確保三極管工作在放大區(qū)。常用的偏置方式有固定偏置和分壓式偏置：固定偏置通過(guò)基極電阻 RB 直接從電源取電，RB=(VCC-VBE)/IBQ，電路簡(jiǎn)單但穩(wěn)定性差，適合負(fù)載固定、溫度變化小的場(chǎng)景；分壓式偏置（RB1、RB2 分壓）使 VB 穩(wěn)定（VB≈VCC×RB2/(RB1+RB2)），再通過(guò)發(fā)射極電阻 RE 抑制 IC 漂移，穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于固定偏置，是多數(shù)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(shè) RB2=2kΩ（VB≈2.7V）、RB1=10kΩ、RE=100Ω，確保靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。射極輸出器輸出電阻低，需與低阻抗負(fù)載匹配，才能穩(wěn)定輸出。通信設(shè)備高頻NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300

NPN 型小功率三極管存在三個(gè)極間電容：發(fā)射結(jié)電容 Cbe、集電結(jié)電容 Cbc 和集電極 - 發(fā)射極電容 Cce，這些電容會(huì)影響三極管的高頻性能。Cbe 主要由發(fā)射結(jié)的勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容組成，通常在幾十到幾百 pF；Cbc 數(shù)值較?。◣椎綆资?pF），但因跨接在輸入與輸出端，會(huì)形成密勒效應(yīng)，大幅降低電路的上限截止頻率；Cce 一般在幾 pF，對(duì)高頻影響相對(duì)較小。例如在 10MHz 以上的高頻電路中，若三極管 Cbc=10pF，密勒效應(yīng)會(huì)使等效輸入電容增至數(shù)百 pF，導(dǎo)致信號(hào)嚴(yán)重衰減，因此高頻應(yīng)用需選擇 Cbc 小的型號(hào)，如 S9018（Cbc≈2pF）。醫(yī)療設(shè)備驅(qū)動(dòng)放大NPN型晶體三極管機(jī)構(gòu)認(rèn)證固定偏置電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性差，適合負(fù)載和溫度變化小的場(chǎng)景。

隨著電子技術(shù)發(fā)展，NPN 型小功率三極管向微型化、高集成化、低功耗方向發(fā)展，如 SOT-23 封裝進(jìn)一步小型化為 SOT-323，功耗從幾百毫瓦降至幾十毫瓦。同時(shí)，部分場(chǎng)景下被替代：一是集成電路替代，如放大電路用運(yùn)算放大器（如 LM358）替代分立三極管，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；二是 MOS 管替代，MOS 管（如 N 溝道增強(qiáng)型 MOS 管 IRLML2502）在開(kāi)關(guān)電路中更具優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)通電阻小、驅(qū)動(dòng)電流低，適合低功耗場(chǎng)景；三是 GaN（氮化鎵）器件替代，在高頻、高壓場(chǎng)景（如快充電路）中，GaN 器件效率更高、散熱更好。但在簡(jiǎn)單電路（如 LED 驅(qū)動(dòng)、繼電器控制）中，NPN 型小功率三極管因成本低、易用性強(qiáng)，仍將長(zhǎng)期應(yīng)用。?

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。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。

三極管的開(kāi)關(guān)速度由導(dǎo)通時(shí)間（ton）和關(guān)斷時(shí)間（toff）決定，ton 是從 IB 加入到 IC 達(dá)到 90% IC (sat) 的時(shí)間，toff 是從 IB 撤銷(xiāo)到 IC 降至 10% IC (sat) 的時(shí)間，小功率 NPN 管的 ton 和 toff 通常在幾十到幾百 ns。開(kāi)關(guān)速度影響電路的工作頻率，例如在 500kHz 的脈沖電路中，需選擇 ton+toff≤1μs 的三極管（如 MMBT3904，ton=25ns，toff=60ns），否則會(huì)出現(xiàn) “開(kāi)關(guān)不完全”，導(dǎo)致 IC 波形拖尾，功耗增大。為加快開(kāi)關(guān)速度，可在基極回路并聯(lián)加速電容，縮短載流子存儲(chǔ)時(shí)間。射極輸出器的輸出電阻低（通常幾十到幾百 Ω），需與低阻抗負(fù)載匹配才能發(fā)揮帶負(fù)載優(yōu)勢(shì)。若負(fù)載電阻 RL 遠(yuǎn)大于輸出電阻 ro，輸出電壓會(huì)隨 RL 變化，無(wú)法穩(wěn)定；若 RL 過(guò)?。ㄈ缧∮?ro 的 1/10），則會(huì)使 IC 增大，可能超過(guò) ICM。例如射極輸出器 ro=100Ω，驅(qū)動(dòng) LED 時(shí)（LED 工作電流 20mA，正向壓降 2V），需串聯(lián)限流電阻 R=（VCC-VE-VLED）/IL，若 VCC=5V、VE=2.7V，R=(5-2.7-2)/0.02=15Ω，此時(shí) RL（LED+R）≈15Ω，與 ro 匹配，LED 亮度穩(wěn)定。共基電路輸入阻抗低、輸出阻抗高，適合做電流緩沖器。線(xiàn)上渠道NPN型晶體三極管散熱片設(shè)計(jì)

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)。通信設(shè)備高頻NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300

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?；谶@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。通信設(shè)備高頻NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300

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