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1、9013 NPN型三极管的功能解析9013 - NPN型三极管的功能解析 一、9013 - NPN型三极管结构 NPN型三极管由两块型和一块型半导体构成，如图所示，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧，各半导体所引出的电极见图中所示。在型和型半导体的交界面形成两个PN结，形成三个区，中间部分成为基区，相连电极成为基极，用b表示，两侧分别是发射区和集电区，相连电极分别为发射极和集电极。在基极与集电极之间的PN结称为集电结，在基极与发射极之间的PN结称为发射结。 二、9013 - NPN型三极管的主要参数 1.电流放大倍数/和 前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地
2、还有共基、共集接法。 共射直流电流放大倍数： 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为DIB，相应的集电极电流变化为DIC，则交流电流放大倍数为： 2.集-基极反向截止电流ICBO ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。 3. 集-射极反向截止电流ICEO ICEO= IBE+ICBO 1 ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。 4.集电极最大电流ICM 集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICEO。 5.集-射极反向击穿电
3、压 当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 6. 集电极最大允许功耗PCM NPN型三极管的测量如图所示。将负表笔接三极管的某一管脚，正表笔分别接另外两个管脚，测量得到两个阻值。如果测得的两个阻值均较小，且为5k左右时，则负表笔所接管脚即为NPN型三极管的基极。若测得的两阻值一大一小或都大，可将负表笔另接一管脚再试，直到两阻值均较小为止。 9013 - NPN外延型晶体管(三极管) 9013是一种最常用的普通三极管。它是一种低电压,大电流,小信号的NPN型硅三极管 特性特性特性特性 ： 集电极电流Ic：Max
4、 500mA 集电极-基极电压Vcbo：40V 工作温度：-55 to +150 功率(W):0.625 fT(MHZ):-. hFE :64 202 和9012相对 主要用途： 开关应用 射频放大 低噪声放大管 2 三、三极管开关电路工作原理解析 图一所示是NPN三极管的 共射极电路，图二所示是它的特性曲线图，图中它有3 种工作区域：截止区(Cutoff Region)、线性区 (Active Region) 、饱和区(Saturation Region)。三极管是以B 极电流IB 作为输入，操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区，IB 趋近于0 (VBE 亦趋近于0)，C 极与E 极
5、间约呈断路状态，IC = 0，VCE = VCC。若三极管是在线性区，B-E 接面为顺向偏压，B-C 接面为逆向偏压，IB 的值适中 (VBE = 0.7 V)， I C =h F E I B 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE IB可被 IB 操控。若三极管在饱和区，IB 很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C 与B-E 两接面均为正向偏压，C-E间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ，Ic 与 IB 无关了，因此时的IB大过线性放大区的IB 值，
6、IchFE IB 是必然的。三极管在截止态时 C-E 间如同断路，在饱和态时C-E 间如同通路 (带有0.2 V 电位降)，因此可以作为开关。控制此开关的是 IB，也可以用 VBB 作为控制的输入讯号。图三、四分别显示三极管开关的通路、断路状态，及其对应的等效电路。 图1 NPN 三极管共射极电路 图4、饱和态如同通路 图3、截止态如同断路线图 3 图2 共射极电路输出特性曲 四、三极管的开关作用 简单三极管开关：电路如图5，电阻RC是LED限流用电阻，以防止电压过高烧坏LED，将输入信号 VIN 从0 调到最大 (等分为约20 个间隔)，观察并记录对的 VOUT 以及LED 的亮度。当三极管
7、开关为断路时，VOUT =VCC =12 V，LED 不亮。当三极管开关通路时，VOUT = 0.2V ，LED 会亮。改良三极管开关：因为三极管由截止区过度到饱和区需经过线性区，开关的效果不会有明确的界线。为使三极管开关的效果明确，可串接两三极管，电路如图六。同样将输入信号 VIN 从0 调到最大 (等分为约20 个间隔)，观察并记录对应的VOUT 以及LED 的亮度。 图 5、简单开关三极管电路图 图6、改良三极管开关电路-达林顿电路图 9013 - NPN型三极管的常见问题 通常有人会问这样一个问题:一个NPN型三极管的集电极接上电源正极,发射极接电源负极,基极不接电源的任何一端,并且加
8、在集电极和基极的电压足够大的情况下,集电集和发射极是否有电流通过。 其实,“NPN型三极管的集电极接上电源正极,发射极接电源负极”三极管会有很小的电流通过,一般在微安级,由于制造及材料的原因它的大小会有些不同。这称为穿透电流,它是在规定的集射电压下测得的。 4 三极管特性是基极控制集电极电流,所以一个NPN型三极管的集电极接电源正极,发射极接电源负极,基极不接电源的任何一端,或者接负极时,集电集和发射极没有电流通过。如集电极和发射极有电流通过,说明三极管漏电或损坏。 基极电流在一定的范围内可以控制集射电流的大小,这个范围就是放大区。当基极电流再增大,管子集射电流会达到饱和,此时基流的再增加已经
9、不能使集射电流增大了,饱和电流的大小不受基极电流的控制而只受外电路的控制。 当外加电源时,比如信号、直流时,必须和发射极对地电位相同,正电时三极管导通,0.6V以下或负电时截止。 由此得出:NPN型三极管在基极电压达到0.7V时,开始导通有电流,随着基极电压增大,三极管进入放大区,集电极电流增大;基极电流增大到一定值时,三极管进入放大饱和区,此时再增大基极电压,集电极电流增加很小。而基极电压小于0.7V,或者为0、负电时,三极管没有电流通过,称为截止。 利用三极管以上特性,我们可以电子开关,通与不通。 要注意任何时候三极管不应该处于最大电流及最大电压(当然也不能在最大功率)下工作,否则极易永久性损坏。 5
