共集放大电路又称射极输出器,在该电路中,集电极作为公共电极,输入信号加在基极和集电极之间,输出信号从发射极和集电极之间取出。NPN 型小功率三极管在共集放大电路中同样工作在放大区,其 重要特点是电压放大倍数小于 1 且近似等于 1,输出电压与输入电压同相位,即输出电压跟随输入电压变化,因此也被称为电压跟随器。虽然共集放大电路的电压放大能力较弱,但它具有输入电阻高、输出电阻低的优点,输入电阻高可以减小信号源的负载效应,输出电阻低则可以提高电路的带负载能力,能够驱动阻抗较低的负载。基于这些特点,共集放大电路常用于多级放大电路的输入级、输出级或中间隔离级,例如在测量仪器的输入电路中,采用共集放大电路可以减少对被测信号的影响;在功率放大电路的输出级前,使用共集放大电路可以起到缓冲作用,提高整个电路的带负载能力。检测三极管好坏,先测 PN 结正向导通性,正常硅管压降 0.6-0.7V。华南地区高精度NPN型晶体三极管响应时间10ns

NPN 型小功率晶体三极管的输入特性曲线是描述基极电流(IB)与基极 - 发射极电压(VBE)之间关系的曲线,通常在固定集电极 - 发射极电压(VCE)的条件下测绘。对于硅材料的 NPN 型小功率三极管,当 VCE 大于 1V 时,输入特性曲线基本重合,曲线形状与二极管的正向伏安特性相似。在 VBE 较小时,IB 几乎为零,这个区域被称为死区,硅管的死区电压约为 0.5V;当 VBE 超过死区电压后,IB 随着 VBE 的增加而快速增大,且近似呈指数关系增长,此时 VBE 基本稳定在 0.6-0.7V 的范围内,这一特性在电路设计中具有重要意义,例如在共射放大电路中,常利用这一特性设置合适的静态工作点,确保输入信号在整个周期内都能被有效放大,避免出现截止失真。全国NPN型晶体三极管电流500mARC 振荡电路起振需 AF≥1,A 为放大倍数,F 为反馈系数。

多级放大电路中,NPN 型小功率三极管的级间耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。阻容耦合通过电容传递交流信号,隔断直流,适合低频信号(如音频),但电容体积大,不适合集成;直接耦合无耦合电容,适合低频和直流信号,便于集成,但存在零点漂移,需加温度补偿;变压器耦合通过变压器传递信号,可实现阻抗匹配,适合高频功率放大(如射频电路),但体积大、成本高。例如音频功率放大电路,前级用阻容耦合(电容 10μF),后级用变压器耦合,匹配扬声器阻抗(4Ω),提升输出功率。
利用 NPN 型小功率三极管可制作简易测试电路,如电池电量检测器:三极管基极通过电阻接电池正极,发射极接 LED,集电极接地,当电池电压高于阈值(VB=VBE+VLED≈0.7+2=2.7V)时,IB>0,三极管导通,LED 点亮;当电压低于 2.7V 时,IB=0,LED 熄灭。例如检测 1.5V 干电池,基极电阻 RB=(1.5-0.7)/10μA=80kΩ,当电池电压≥0.7V 时,LED 点亮,直观判断电池是否有电。此外,还可制作 continuity 测试仪,通过三极管放大电流,使蜂鸣器发声,检测电路通断。FM 收音机中频放大用 fT≥100MHz 的管,如 2SC1815,避免放大不足。

针对三极管参数随温度漂移的问题,可采用 NPN 管自身组成温度补偿电路,常见的有 diode 补偿和三极管补偿。diode 补偿是将二极管与基极串联,二极管正向压降随温度变化与 VBE 一致(每升高 1℃,均下降 2-2.5mV),抵消 VBE 的漂移;三极管补偿是用另一支同型号三极管的发射结与原三极管发射结并联,利用两只管子参数的一致性,使温度漂移相互抵消。例如在共射放大电路中,基极串联 1N4148 二极管,当温度升高 10℃,VBE 下降 25mV,二极管正向压降也下降 25mV,确保 IB 基本不变,IC 稳定。硅管禁带宽度约 1.1eV,常温下 ICBO 通常小于 10nA,漏电流小。汽车电子低噪声放大NPN型晶体三极管直插封装
共射放大实验测电压放大倍数和阻抗,观察失真现象。华南地区高精度NPN型晶体三极管响应时间10ns
温度对 NPN 型小功率三极管参数影响比较明显:一是 VBE 随温度升高而减小,每升高 1℃,VBE 下降 2-2.5mV,可能导致 IB 增大、IC 漂移;二是 β 随温度升高而增大,每升高 10℃,β 增大 10%-20%,加剧 IC 不稳定;三是集电极反向饱和电流 ICBO(发射极开路时 CB 反向电流)随温度升高呈指数增长,每升高 10℃,ICBO 翻倍,而 ICEO(基极开路时 CE 反向电流)≈(1+β) ICBO,变化更剧烈。例如在高温环境(如汽车电子)中,需通过温度补偿电路(如并联二极管)抵消温度对参数的影响。华南地区高精度NPN型晶体三极管响应时间10ns
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