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實例分享：關於短路保護的三極管詳解

發布時間：2019-02-12 責任編輯：xueqi

【導讀】以下是筆者實際工作經驗的總結分享，即關於短路保護的三極管詳解。這是一個自鎖的保護電路，短路時：Q3極被拉低，Q2導通，形成自鎖，迫使Q3截止，Q3截至後麵負載沒有電壓，這時有沒有負載已經沒有關係了，所以即使拿掉負載也不會有輸出。

今天做了一個關於電機短路保護的電路，參考了經典電路：

這是一個自鎖的保護電路，短路時：Q3極被拉低，Q2導通，形成自鎖，迫使Q3截止，Q3截至後麵負載沒有電壓，這時有沒有負載已經沒有關係了，所以即使拿掉負載也不會有輸出。要想拿掉負載後恢複輸出，可以在Q3得C E結上接一個電阻，取1K左右。

C2和c3很重要，在自鎖後，重啟電路就靠這兩個電容，否則啟動失敗。原理是上電時，電容兩端電壓不能突變，C2使得Q2基極在上電瞬間保持高電平，使得Q2不導通。C3則使得上電瞬間Q3基極保持低電平，使得Q3導通Vout有電壓。這樣R5位高電平，鎖住導通。

但我在引用時就出了問題：我想當然的把R4用了一個1K。問題來了：VOUT帶載能力變差。

原因是：R4變小，Q2的Ib變大，以至Q2變得更容易導通。也就把Q3拉低了。

那麼深究其原因：我們該怎麼計算各元件的取值呢，為了好計算，R3取1k，假設VCC=5v，考慮電壓會被拉低，則VCC在短路時取4.5V,要使得Q3截止，則Q3的基極取大於等於3.9V.接著求Q3的Ic=3.9/1K=3.9ma。

Q3Q2用8550，查找規格書（小心網上有的是不對的）。

取其任意一個算的B值（出入不大）B=200，接著求Q2的IB=3.9/200=0.0195MA。

要使得Q2導通，則Q2的基極電壓為4.5-0.6=3.9。

Q2的基極電壓有了，電流也有了，則R4=3.9/0.0195=200K

當然R4取10k也是可以的，隻是Q2的Ib偏置電流較大。IC的電流也月大，使得R3電壓上升約塊，Q3的基極電壓越容易被拉高，所以R4是調節靈敏度的。

這是其1，最關鍵的是R3，想要Q3進入截止，則Q2的狀態決定，R3越大，則Q2的IC越小，Q2越容易進入飽和狀態。

這裏理解起來有些抽象，那我就具體的畫個圖，就很好理解了。在三極管截止的時候CE兩端的電壓是最大的，我們設為4.5V，在IB逐漸加大的過程中，VCE在逐漸變小，而飽和狀態下的Ic是由RC決定的，請看圖：

負載（RC）越小飽和電流越大，VCE約大，則從4.5V到VCE飽和電壓差越小，其導通時間越小，最重要的是，相應的VR3=4.5-VCE(飽和)，VR3兩端電壓越小，當小到無法達到3.9V時Q3也就不能截止了。這是關於R3對靈敏度的影響原因。

再看R4的影響：

在Q2截止的時候，Q2的基極是由電流的，而這個電流就是從E極流過R4和R5到地。Q2的基極電流IB在這個初始電流的基礎上逐漸加大，從上圖綠色線看出，知道到了與紅色線垂直的紅色線，就到了Q2的保護基極電流IB（sta）。

所以初始基極電流IB越大，上升上升到飽和基極電流IB（sta）越快。

來源：麵包板

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