1、NPN、PNP三极管用作开关的基本电路
2、负载位置
为什么不管是NPN还是PNP,电路对应的负载要放到集电极C,而没有放到发射极E呢?
因为三极管的输入回路是从基级B控制发射极E,负载如果放到发射极E,那就会对输入回路造成影响。
比如说,Ube>0.7V可以导通,但是由于负载接到了发射极E和GND之间,那么仍然想导通的话B点的电位就不止0.7V了,因为负载也会产生压降。
3、三极管的状态
3.1、三极管的三种工作状态
截止区:发射结反偏,集电结反偏;Ib=0,Ic也几乎为0;
放大区:发射结正偏,集电结反偏;Ube>0.7V,Ic=βIb,Ic的电流受Ib的控制;
饱和区:发射结正偏,集电结正偏;Ic受Uce显著控制,Uce大约为0.3V;
3.2、作为开关时三极管的状态
既然三极管是作为开关,那你肯定希望这个开关在闭合的时候像一根导线,断开的时候像一根断开的导线(哈哈哈)~ 也就是说,Uce在“开关闭合”的时候,压降要很小。
还有,你也不会希望你的开关会受控制电路电流的影响,也就是说,负载所在的支路电流Ic不等于βIb。
综合这两点,三极管在作为开关时三极管的时候,期望是工作在饱和状态的。
3.3、如何让三极管工作在饱和区?
饱和区:发射结正偏,集电结正偏;
首先看发射结正偏,这个可以通过控制B点的电压。
那集电结正偏如何控制呢?这就需要考虑电路中元器件的参数了,从上面输出特性曲线的图中可以看到,如果此时是位于A点,那么如果想要进入饱和区可以通过增大基极电流Ib的方式,使A点向上运动到B点。
为什么基级电流Ib增大,会更容易进入饱和区呢?因为基级电流的增大会使得集电极电流增大,负载上的压降就会增大,电源Vcc不变,集电极C的电位就会被拉低,从而导致集电结正偏,进入饱和区。既然知道这个原理,那另一方面负载的大小也影响着是否进入饱和区,负载电阻越大,越容易进入饱和区。
4、基级串联的电阻应该怎么选?
从上面标橙的文字中可以知道,影响三极管工作在饱和区可以从这两个方面入手,但如果是设计一个确定功能的电路,比如控制继电器导通,那么负载是确定的,我们只能控制基级串联的电阻。
电路如下图所示(为了保证上电时IO状态不稳定导致的三极管导通,需要增加下拉电阻),假设:控制继电器的Vcc是5V,继电器的线圈R2=100欧,IO是3.3V的高低电平,Q1的β=200,那么R1应该取多少?
首先计算Ic=(Vcc-Uce)/R2=(Vcc-0.3)/100=47mA,然后根据Ic=βIb计算出Ib=0.235mA,然后计算R1=(3.3-0.7)/0.235mA=11K,但是这个R1是我们用Ic=βIb计算出的临界电阻,想要进入深度饱和需要增大基极电流Ib,即R1的值取更小,但是不要小到烧坏发射结,可以参考输出特性曲线的图中提供的Ib的最大值。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-815126.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-815126.html
到了这里,关于三极管用作开关电路的一些思考的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!