NPN 型小功率晶體三極管是電子電路中常用的半導(dǎo)體器件,其 重要結(jié)構(gòu)由三層半導(dǎo)體材料構(gòu)成,分別為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。發(fā)射區(qū)采用高摻雜的 N 型半導(dǎo)體,目的是提高載流子(自由電子)的濃度,便于后續(xù)載流子的發(fā)射;基區(qū)為 P 型半導(dǎo)體,其摻雜濃度低,而且物理厚度極薄,通常有幾微米到幾十微米,這種設(shè)計(jì)能讓發(fā)射區(qū)注入的載流子快速穿過(guò)基區(qū),減少在基區(qū)的復(fù)合損耗;集電區(qū)同樣是 N 型半導(dǎo)體,面積比發(fā)射區(qū)大得多,主要作用是高效收集從基區(qū)過(guò)來(lái)的載流子。三個(gè)區(qū)域分別引出三個(gè)電極,對(duì)應(yīng)發(fā)射極(E)、基極(B)和集電極(C),電極的引出方式和位置會(huì)根據(jù)三極管的封裝形式有所差異,常見的封裝有 TO-92、SOT-23 等,這些封裝既能保護(hù)內(nèi)部半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),又能方便在電路中焊接安裝。老式礦石收音機(jī)用鍺管,因成本低,對(duì)性能要求也低。江西環(huán)保型NPN型晶體三極管

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(wú)信號(hào)輸入時(shí)出現(xiàn)較大的輸出電流。北京高電壓NPN型晶體三極管戶外探險(xiǎn)設(shè)備電路銷售平臺(tái)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。

常見故障有:一是三極管燒毀,多因 IC 超過(guò) ICM、PC 超過(guò) PCM 或 VCE 超過(guò) V (BR) CEO,排查時(shí)用萬(wàn)用表測(cè) CE 間電阻,若為 0Ω(短路)或無(wú)窮大(開路),說(shuō)明燒毀,需更換參數(shù)匹配的三極管;二是放大能力下降,表現(xiàn)為輸出信號(hào)幅度減小,測(cè) β 值若明顯低于標(biāo)稱值,需更換三極管;三是開關(guān)失控,導(dǎo)通時(shí) CE 壓降過(guò)大(未飽和),需增大 IB(減小 RB),截止時(shí) IC 過(guò)大(漏電),需更換質(zhì)量合格的三極管;四是溫度漂移,IC 隨溫度升高而增大,需增加溫度補(bǔ)償電路(如在 RB 旁并聯(lián)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻)。
NPN 型小功率晶體三極管在開關(guān)電路中主要工作在截止區(qū)和飽和區(qū),通過(guò)控制基極電流來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通與關(guān)斷。當(dāng)基極沒有輸入信號(hào)或輸入信號(hào)較小時(shí),基極電流 IB=0(或很?。藭r(shí)三極管工作在截止區(qū),集電極電流 IC≈0,集電極與發(fā)射極之間的電壓近似等于電源電壓,三極管相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān),電路處于截止?fàn)顟B(tài);當(dāng)基極輸入足夠大的信號(hào)時(shí),基極電流 IB 增大,使得集電極電流 IC 達(dá)到飽和值 ICS,此時(shí)三極管工作在飽和區(qū),集電極與發(fā)射極之間的飽和壓降 VCE (sat) 很?。ㄍǔ?0.1-0.3V),三極管相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān),電路處于導(dǎo)通狀態(tài)。三極管開關(guān)電路具有開關(guān)速度快、無(wú)機(jī)械磨損、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)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(guān)特性實(shí)現(xiàn)邏輯電平的轉(zhuǎn)換;在脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路中,通過(guò)控制三極管的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓或電流的調(diào)節(jié)。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。

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。電流放大系數(shù) β 隨頻率升高而降,特征頻率 fT 是 β=1 時(shí)的頻率。山東防靜電NPN型晶體三極管物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用價(jià)格
振蕩實(shí)驗(yàn)組裝 RC/LC 電路,觀察波形理解起振條件。江西環(huán)保型NPN型晶體三極管
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。?江西環(huán)保型NPN型晶體三極管
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