三极管的几点应用

一点电子 2022-12-07 17:31
点击👆一点电子👇关注我,右上角“...设为 星标★技术干货第一时间送达!

直接来源 | 巧学模电数电单片机

在复杂多变的模拟电路中,少不了学习三极管,过往的血泪史,不想再提,什么正偏反偏都给我统统滚蛋!今天来点实际的。



三极管有三个工作状态:截止、放大、饱和,放大状态很有学问也很复杂,多用于集成芯片,比如运放,现在不讨论。

其实,对信号的放大,我们通常用运放处理,三极管更多的是当做一个开关管来使用,且只有截止、饱和两个状态。

截止状态看作是关,饱和状态看作是开。

Ib≥1mA时,完全可以保证三极管工作在饱和状态,对于小功率的三极管此时Ic为几十到几百mA,驱动继电器、蜂鸣器等功率器件绰绰有余。

把三极管箭头理解成一个开关,如图1为NPN型三极管,按下开关S1,约1mA的Ib流过箭头,三极管工作在饱和状态,c极到e极完全导通,c极电平接近0V(GND),负载RL两端压降接近5V。

Ib与Ic电流都流入e极,根据电流方向,e极为低电平,应接地,c极接负载和电源。

图1:NPN三极管

如图2为PNP型三极管,按下开关S2,约1mA的Ib流过箭头,三极管工作在饱和状态,e极到c极完全导通,c极电平接近5V,负载RL两端压降接近5V。

Ib与Ic电流都流出e极,根据电流方向,e极为高电平,应接电源,c极接负载和地。

图2:PNP三极管

如图3,对于NPN三极管,更应该在b极加一个下拉电阻,一是为了保证b、e极间电容加速放电,加快三极管截止;二是为了保证给三极管b极一个已知逻辑状态,防止控制输入端悬空或高阻态时对三极管工作状态的不确定。

图3:NPN三极管加下拉电阻

如图4,对于PNP三极管,更应该在b极加一个上拉电阻,原理同上。

图4:PNP三极管加上拉电阻

如图5,对于感性负载,必须在负载两端并联一个反向续流二极管,因为三极管在关断时,线圈会自感产生很高的反向电动势,而续流二极管提供的续流通路,同时钳位反向电动势,防止击穿三极管。

续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管,两者响应速度快。

图5:NPN三极管驱动蜂鸣器

如图6,对于某些控制信号为低电平时,可能并不是真正的0V,一般在1V以内,为保证三极管完全截止,不得不在三极管b极加一个反向稳压管或正向二极管,以提高三极管导通的阈值电压。

根据个人经验,推挽输出的数字信号不用加,OC输出、二极管输出以及延时控制有必要加,通常稳压管正常的工作电流≥1mA。

图6:NPN三极管驱动继电器

如图7,为三极管延时导通,快速关断的一个仿真电路,D1、R2、C1、D2构成延时导通Q2的回路,C1的电压为12V的时候Q2导通,R3、Q1、R4、R1构成快速关断Q2的回路,C1通过R3和Q1快速放电。

图7:用三极管实现继电器的延时控制

要点:

  • 对于NPN三极管,在不考虑三极管的情况下,b极电阻与下拉电阻的分压必须大于0.7V,PNP同理。
  • b极电流必须≥1mA可保证三极管处于饱和状态,此时Ic满足三极管最大的驱动能力。
  • 另外,对于三极管的放大倍数β,指的是输出电流的驱动能力放大了β,比如100倍,并不是把输出电流真正的放大了100倍,切记!

—— End ——
本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。

👇点击关注,技术干货准时送达!👇

    

#推荐阅读#

  • 硬件设计基础60问

  • 一位老电子工程师的十年职场感悟

  • 开关电源设计资料大全(建议收藏)

  • 大牛多年研发电源问题汇总(受益匪浅)

你若喜欢,点个“赞”“在看”

一点电子 一点电子,专注于电子硬件技术的学习和分享。分享技术,生活乐趣、职场百态,每天进步一点点!
评论 (0)
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦