電流放大系數(shù)是 NPN 型小功率晶體三極管的參數(shù)之一,根據(jù)測(cè)量條件的不同,主要分為直流電流放大系數(shù)(β)和交流電流放大系數(shù)(βac)。直流電流放大系數(shù) β 是指在靜態(tài)工作點(diǎn)處,集電極直流電流(ICQ)與基極直流電流(IBQ)的比值,即 β=ICQ/IBQ,它反映了三極管在直流狀態(tài)下的電流放大能力;交流電流放大系數(shù) βac 則是指在動(dòng)態(tài)情況下,集電極電流的變化量(ΔIC)與基極電流的變化量(ΔIB)的比值,即 βac=ΔIC/ΔIB,主要用于衡量三極管對(duì)交流信號(hào)的放大能力。對(duì)于小功率 NPN 型三極管,在電流放大區(qū)域內(nèi),β 和 βac 的數(shù)值非常接近,通??梢越普J(rèn)為相等。需要注意的是,β 值并非固定不變,會(huì)受到溫度、集電極電流等因素的影響,例如當(dāng)溫度升高時(shí),β 值會(huì)增大,這可能導(dǎo)致電路工作點(diǎn)不穩(wěn)定,因此在高精度電路設(shè)計(jì)中,需要采取溫度補(bǔ)償措施來(lái)抵消 β 值隨溫度的變化。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。工業(yè)領(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管直插封裝

共基放大電路以基極作為公共電極,輸入信號(hào)加在發(fā)射極和基極之間,輸出信號(hào)從集電極和基極之間取出,NPN 型小功率三極管在該電路中工作在放大區(qū)。共基放大電路的突出特點(diǎn)是頻率響應(yīng)好,上限截止頻率高,這是因?yàn)榛鶚O交流接地,基極電容的影響較小,減少了載流子在基區(qū)的渡越時(shí)間對(duì)高頻信號(hào)的影響,因此常用于高頻放大電路中,如射頻信號(hào)放大、高頻振蕩電路等。與共射放大電路相比,共基放大電路的電壓放大倍數(shù)較高,但電流放大倍數(shù)小于 1,即沒(méi)有電流放大能力,能實(shí)現(xiàn)電壓放大,且輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相位。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),共基放大電路常與共射放大電路組合使用,構(gòu)成共射 - 共基組合放大電路,既能獲得較高的電壓放大倍數(shù),又能擁有良好的高頻特性,滿足高頻信號(hào)放大的需求,例如在通信設(shè)備的高頻放大模塊中,就常采用這種組合電路。工業(yè)領(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管直插封裝它有三個(gè)極間電容:Cbe、Cbc、Cce,影響高頻性能。

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。
脈沖電路需輸出高低電平交替的脈沖信號(hào),NPN 型小功率三極管通過(guò)快速切換截止與飽和狀態(tài)實(shí)現(xiàn)該功能。例如在矩形波發(fā)生器中,三極管與 RC 充放電電路配合:RC 充電時(shí),VB 上升,IB 增大,三極管飽和,輸出低電平;RC 放電時(shí),VB 下降,IB 減小,三極管截止,輸出高電平,通過(guò)調(diào)整 RC 參數(shù)控制脈沖周期(T≈1.4RC)。此外,在脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路中,三極管根據(jù)輸入的 PWM 信號(hào)導(dǎo)通 / 截止,控制負(fù)載(如電機(jī)、LED)的平均電壓 / 電流,實(shí)現(xiàn)調(diào)速、調(diào)光功能,例如 LED 調(diào)光電路中,PWM 占空比從 10% 增至 90%,LED 亮度隨之提升。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。

RC 橋式振蕩電路起振需滿足 AF≥1(A 為放大倍數(shù),F(xiàn) 為反饋系數(shù)),F(xiàn)=1/3(RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)),因此 A≥3。調(diào)試時(shí),若電路無(wú)振蕩輸出,首先檢查放大電路是否工作在放大區(qū),用萬(wàn)用表測(cè) VCE,若 VCE≈VCC(截止)或 VCE≈0.3V(飽和),需調(diào)整偏置電阻使 VCE≈VCC/2;其次增大放大倍數(shù),如更換 β 更大的三極管或增加放大級(jí)數(shù);檢查 RC 網(wǎng)絡(luò)連接是否正確,確保正反饋相位無(wú)誤。例如用 9014 管組成 RC 振蕩電路,若 VCE=11V(VCC=12V),說(shuō)明三極管截止,需減小 RB1(從 10kΩ 調(diào)至 8kΩ),使 VCE 降至 6V,滿足起振條件。工業(yè)控制中,直插三極管驅(qū)動(dòng)繼電器,便于后期維修更換。航空航天高可靠性NPN型晶體三極管直插封裝
檢測(cè)三極管好壞,先測(cè) PN 結(jié)正向?qū)ㄐ?,正常硅管壓?0.6-0.7V。工業(yè)領(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管直插封裝
用萬(wàn)用表檢測(cè)三極管好壞:第一步測(cè) PN 結(jié)正向?qū)ㄐ裕t表筆接 B,黑表筆接 E、C,均應(yīng)顯示 0.6-0.7V(硅管),若顯示 “OL” 或壓降異常,說(shuō)明發(fā)射結(jié) / 集電結(jié)損壞;第二步測(cè)反向截止性,黑表筆接 B,紅表筆接 E、C,均應(yīng)顯示 “OL”,若有導(dǎo)通壓降,說(shuō)明 PN 結(jié)反向漏電;第三步估測(cè) β,將萬(wàn)用表調(diào)至 “hFE 檔”,根據(jù)三極管類型(NPN)插入對(duì)應(yīng)插槽,顯示 β 值,若 β<10 或無(wú)顯示,說(shuō)明三極管放大能力失效。例如檢測(cè) 9013 管,若 B-E、B-C 正向壓降正常,反向截止,β=80-120,說(shuō)明三極管完好。工業(yè)領(lǐng)域高可靠性NPN型晶體三極管直插封裝
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