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,即發射結正向偏置、集電結反向偏置。發射結正向偏置是指在基極和發射極之間施加正向電壓,對于硅材料的三極管,這個正向電壓通常在 0.6-0.7V 左右,此時發射區的自由電子在正向電場的作用下,會大量越過發射結進入基區;集電結反向偏置則是在基極和集電極之間施加反向電壓,該電壓值通常比發射結正向電壓大得多,反向電場會阻止基區的空穴向集電區移動,同時能將基區中未與空穴復合的自由電子 “拉” 向集電區。當滿足這兩個偏置條件時,三極管內部會形成較大的集電極電流,且集電極電流會隨著基極電流的微小變化而發生明顯變化,從而實現電流放大功能。用它可做電池電量檢測器,電壓達標時 LED 點亮,直觀判斷電量。航空航天NPN型晶體三極管散熱片設計

共射放大電路的失真,有截止失真和飽和失真:截止失真是因靜態工作點過低,輸入信號負半周使三極管進入截止區,輸出信號正半周被削波,解決方法是減小 RB(增大 IBQ)或提高 VCC;飽和失真是因靜態工作點過高,輸入信號正半周使三極管進入飽和區,輸出信號負半周被削波,解決方法是增大 RB(減小 IBQ)、減小 RC 或降低 VCC。例如當輸入正弦信號時,若示波器顯示輸出波形頂部被削,為截止失真,可將 RB 從 100kΩ 調至 80kΩ,增大 IBQ;若底部被削,為飽和失真,可將 RC 從 2kΩ 調至 3kΩ,降低 ICQ。通信設備通用型NPN型晶體三極管直插封裝射極輸出器輸出電阻低,需與低阻抗負載匹配,才能穩定輸出。

共射放大電路是 NPN 型小功率晶體三極管常用的應用電路之一,其特點是發射極作為公共電極,輸入信號加在基極和發射極之間,輸出信號從集電極和發射極之間取出。在共射放大電路中,三極管工作在放大區,通過設置合適的靜態工作點,確保輸入交流信號在整個周期內都能被有效放大,避免出現截止失真或飽和失真。電路中的偏置電阻(如 RB1、RB2)用于提供基極偏置電流,確定靜態工作點;集電極電阻 RC 則用于將集電極電流的變化轉化為電壓的變化,實現電壓放大。共射放大電路具有較高的電壓放大倍數和電流放大倍數,同時輸出信號與輸入信號相位相反,因此也被稱為反相放大電路。這種電路廣泛應用于音頻放大、信號預處理等領域,例如在收音機的中頻放大電路中,就大量采用 NPN 型小功率三極管組成共射放大電路,將接收到的微弱中頻信號放大,為后續的解調電路提供足夠幅度的信號。
NPN 型小功率三極管是電子教學實驗的 重要器件,典型實驗包括:一是三極管放大特性實驗,通過改變 IB 測量 IC,繪制 β 曲線,理解電流放大原理;二是共射放大電路實驗,測量電壓放大倍數、輸入輸出電阻,觀察失真現象;三是開關特性實驗,用脈沖信號控制三極管導通 / 截止,測量開關時間;四是振蕩電路實驗,組裝 RC 或 LC 振蕩電路,觀察振蕩波形,理解起振條件。這些實驗幫助學生直觀掌握三極管工作原理,為后續復雜電路學習奠定基礎,例如在放大特性實驗中,用 9014 管,改變 RB 從 100kΩ 至 200kΩ,測量 IB 從 43μA 至 21μA,IC 從 4.3mA 至 2.1mA,計算 β≈100,驗證電流放大關系。溫度升高 1℃,VBE 下降 2-2.5mV,二極管正向壓降也同幅下降。

集電極最大允許電流 ICM 是指 NPN 型小功率晶體三極管在正常工作時,集電極所能通過的最大電流值。當集電極電流 IC 超過 ICM 時,三極管的電流放大系數 β 會明顯下降,雖然此時三極管可能不會立即損壞,但會導致電路的放大性能變差,無法滿足設計要求。ICM 的數值與三極管的封裝形式、散熱條件密切相關,相同型號的三極管,采用散熱性能更好的封裝時,ICM 會有所增大;同時,若電路中為三極管配備了散熱片,也能在一定程度上提高 ICM 的實際可用值。小功率 NPN 型三極管的 ICM 通常在幾十毫安到幾百毫安之間,例如常用的 9013 三極管,其 ICM 約為 500mA,而 9014 三極管的 ICM 約為 100mA。在選擇三極管時,需要根據電路中集電極的最大工作電流來確定 ICM,確保 ICM 大于實際工作電流,以保證三極管的正常工作和電路性能的穩定。硅管禁帶寬度約 1.1eV,常溫下 ICBO 通常小于 10nA,漏電流小。小信號NPN型晶體三極管機構認證
再測反向截止性,反向應顯示 “OL”,否則 PN 結漏電。航空航天NPN型晶體三極管散熱片設計
用萬用表檢測三極管好壞:第一步測 PN 結正向導通性,紅表筆接 B,黑表筆接 E、C,均應顯示 0.6-0.7V(硅管),若顯示 “OL” 或壓降異常,說明發射結 / 集電結損壞;第二步測反向截止性,黑表筆接 B,紅表筆接 E、C,均應顯示 “OL”,若有導通壓降,說明 PN 結反向漏電;第三步估測 β,將萬用表調至 “hFE 檔”,根據三極管類型(NPN)插入對應插槽,顯示 β 值,若 β<10 或無顯示,說明三極管放大能力失效。例如檢測 9013 管,若 B-E、B-C 正向壓降正常,反向截止,β=80-120,說明三極管完好。航空航天NPN型晶體三極管散熱片設計
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