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,甚至在無信號(hào)輸入時(shí)出現(xiàn)較大的輸出電流。汽車電子中,三極管驅(qū)動(dòng)電路 PCB 輸入輸出回路垂直布局,降 EMI。線上渠道NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300

ICEO 是基極開路時(shí)集電極 - 發(fā)射極反向電流,ICEO≈(1+β) ICBO,因 β 和 ICBO 均隨溫度升高而增大,ICEO 的溫度敏感性極強(qiáng),會(huì)導(dǎo)致電路靜態(tài)電流增大,功耗上升。抑制 ICEO 的方法:一是選擇 ICBO 小的硅管,硅管 ICBO 遠(yuǎn)小于鍺管;二是在基極與地之間接泄放電阻 RB,使 IB=ICEO/(1+β),減小 ICEO 對(duì) IC 的影響;三是采用分壓式偏置電路,通過 RE 的負(fù)反饋穩(wěn)定 IC。例如在高精度電流源電路中,基極接 100kΩ 泄放電阻,當(dāng) ICEO=10μA(β=100)時(shí),IB=0.1μA,對(duì) IC 的影響可忽略不計(jì),確保電流源輸出穩(wěn)定。汽車電子特殊封裝NPN型晶體三極管信噪比80dB共射電路飽和失真源于工作點(diǎn)高,需增大 RB、減小 RC 或降 VCC 解決。

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)值較小(幾到幾十 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)。
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。貼片封裝 SOT-23 比直插 TO-92 散熱好,PCM 可提升 10%-20%。

共基放大電路以基極接地,輸入信號(hào)加在 EB 間,輸出信號(hào)從 CB 間取出。NPN 型小功率管在該電路中工作在放大區(qū),優(yōu)勢(shì)是頻率響應(yīng)好(上限截止頻率高),因基極接地減少了極間電容的影響,適合高頻信號(hào)放大;缺點(diǎn)是電流放大倍數(shù) < 1(Ai≈α<1,α=IC/IE),輸入電阻小。常用于高頻通信、射頻電路,如收音機(jī)的中頻放大電路、手機(jī)的射頻信號(hào)預(yù)處理電路。例如在FM 收音機(jī),共基電路將調(diào)諧后的高頻信號(hào)(10.7MHz)放大,同時(shí)避免高頻信號(hào)因極間電容衰減,保證接收靈敏度。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??蒲蓄I(lǐng)域高頻NPN型晶體三極管廠家直銷
基極串 100Ω-1kΩ 電阻,能限制高頻干擾電流,提升抗干擾性。線上渠道NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300
要使 NPN 型小功率晶體三極管正常工作,必須滿足特定的偏置條件,即發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。發(fā)射結(jié)正向偏置是指在基極和發(fā)射極之間施加正向電壓,對(duì)于硅材料的三極管,這個(gè)正向電壓通常在 0.6-0.7V 左右,此時(shí)發(fā)射區(qū)的自由電子在正向電場(chǎng)的作用下,會(huì)大量越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū);集電結(jié)反向偏置則是在基極和集電極之間施加反向電壓,該電壓值通常比發(fā)射結(jié)正向電壓大得多,反向電場(chǎng)會(huì)阻止基區(qū)的空穴向集電區(qū)移動(dòng),同時(shí)能將基區(qū)中未與空穴復(fù)合的自由電子 “拉” 向集電區(qū)。當(dāng)滿足這兩個(gè)偏置條件時(shí),三極管內(nèi)部會(huì)形成較大的集電極電流,且集電極電流會(huì)隨著基極電流的微小變化而發(fā)生明顯變化,從而實(shí)現(xiàn)電流放大功能。線上渠道NPN型晶體三極管放大倍數(shù)200-300
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