三極管開關電路分析——你天天見,不見得就懂
發布時間:2015-04-16 責任編輯:sherry
【導讀】電子元件技術網的朋友有福了,這裏小編為大家詳解三極管開關dianludezhishi,tebieshiguanyudalindundianlutufenxi,suishuosanjiguankaiguandianludajiatiantianjian,danshizhenzhengdongdetaderenzheshibuduo,zhelixiaobianjiuweidajialaixiangxixitongdejiangjiexiasanjiguankaiguandianlu。
今天小編為大家帶來了關於三極管開關電路的知識,對於做電路設計的工程師來說三極管可以說是天天見,那麼其一些原理、特征、作用都是我們需要知道的,因此小編在此為大家彙總了相關的知識和案例,來方便大家的參閱。
圖一所示是NPN三極管的共射極電路,圖二所示是它的特性曲線圖,圖中它有3 種工作區域:截止區(Cutoff Region)、線性區 (Active Region) 、飽和區(Saturation Region)。三極管是以B極電流IB作為輸入,操控整個三極管的工作狀態。若三極管是在截止區,IB趨近於0(VBE亦趨近於0),C極與E極間約呈斷路狀態,IC=0,VCE=VCC。若三極管是在線性區,B-E接麵為順向偏壓,B-C接麵為逆向偏壓,IB的值適中 (VBE=0.7V), IC=h F E I B 呈比例放大,Vce=Vcc-Rc Ic=Vcc-Rc hFE IB可被IB操控。若三極管在飽和區,IB很大,VBE=0.8V,VCE=0.2V,VBC=0.6V,B-C與B-E兩接麵均為正向偏壓,C-E間等同於一個帶有0.2V電位落差的通路,可得Ic=(Vcc-0.2)/Rc ,Ic與IB無關了,因此時的IB大過線性放大區的IB值,Ic<hFE IB是必然的。三極管在截止態時C-E間如同斷路,在飽和態時C-E間如同通路(帶有0.2V電位降),因此可以作為開關。控製此開關的是IB,也可以用VBB作為控製的輸入訊號。圖三、四分別顯示三極管開關的通路、斷路狀態,及其對應的等效電路。

圖1 NPN 三極管共射極電路

圖2 共射極電路輸出特性曲

圖3 截止態如同斷路線圖

圖4 飽和態如同通路
實驗:三極管的開關作用
簡單三極管開關:電路如圖5,電阻RC是LED限流用電阻,以防止電壓過高燒壞LED(發光二極管),將輸入信號VIN從0調到最大 (等分為約20 個間隔),觀察並記錄對的VOUT以及LED的亮度。當三極管開關為斷路時,VOUT=VCC=12V,LED不亮。當三極管開關通路時,VOUT=0.2V ,LED會亮。改良三極管開關:yinweisanjiguanyoujiezhiquguodudaobaohequxujingguoxianxingqu,kaiguandexiaoguobuhuiyoumingquedejiexian。weishisanjiguankaiguandexiaoguomingque,kechuanjieliangsanjiguan,dianlurutuliu。tongyangjiangshuruxinhaoVIN從0調到最大(等分為約20個間隔),觀察並記錄對應的VOUT以及LED的亮度。

圖5 簡單開關三極管電路圖

圖6 改良三極管開關電路-達林頓電路圖
以(yi)上(shang)圖(tu)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)幾(ji)乎(hu)任(ren)何(he)一(yi)種(zhong)型(xing)號(hao)三(san)極(ji)管(guan)都(dou)可(ke)一(yi)做(zuo)為(wei)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)來(lai)使(shi)用(yong),如(ru)果(guo)條(tiao)件(jian)允(yun)許(xu)也(ye)可(ke)用(yong)來(lai)控(kong)製(zhi)加(jia)熱(re)設(she)備(bei)。可(ke)見(jian)開(kai)關(guan)三(san)極(ji)管(guan)隻(zhi)是(shi)一(yi)個(ge)籠(long)統(tong)的(de)概(gai)念(nian),不(bu)過(guo)市(shi)麵(mian)上(shang)也(ye)有(you)少(shao)數(shu)的(de)專(zhuan)用(yong)開(kai)關(guan)三(san)極(ji)管(guan)出(chu)售(shou)。
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