硬件特训班问题解答【57问-14】

凡亿PCB 2021-06-25 09:00

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1.  电路是怎么实现的电平转换

: (1)实现电平转换的电路有很多种,最常见的主要是两种

   (2)第一种也是最常见的利用BJT三极管的开集电极输出或者场效应管的开漏输出,然后在这些输出端通过上拉电阻把他拉到不同的电平去

   (3)第二种通过不同的隔离方式,如光耦等,但是这种隔离从本质上来说其实也是OC开集电极,OD开漏输出的一种应用

   (4)所以电平转换最很笨的其实是理解开集电极输出和开漏输出

 

2.  三极管在饱和状态下当开关使用主要关注哪些参数?

:(1)首先我们需要明白三极管的饱和和放大的区别

 

  (2)三极管理论上可以简单理解为是两个背靠背的二极管连接在一起,二极管即是PN结,所以首先我们必须明确不管是是在饱和区还是在放大区,发射结是正偏导通的,但是在饱和区Vce比较小,所以其集电结也处于比较小的正偏状态,但是对于放大区而言由于Vce比较大,所以此时集电结反偏,此处其实是一个横流区,为什么是横流,由于集电结的反偏,发射极产生的大量的自由电子其实是被99%以上吸附到集电极,所以出现横流,而在饱和区,其发射极大量的自由电子其实是被阻挡的,所以其电流比放大横流区小,当然这里面涉及到了整个三极管工作过程,更详细的内容可以关注我的硬件特训班

  (3)所以从上面的分析我们可以知道,如何让三极管如何进入放大区如何进入饱和区,进入饱和区的关键是Vce不能太大,然后集电结要正偏,这个如何来保证呢?这就需要我们从另外一个角度去理解,增益,我们刚才分析说在饱和区由于大量的由发射极产生的自由电子被阻挡所以其电流的增益其实并不大,而放大区也是大量的自由电子被吸引往集电极跑去,所以我们从设计的角度实际上我们应该从增益倍数下手

  (3)我们这里有个非常有名的10:1的定律或者规则,当然这个规则在我们的国内的教科书上面是很少看到的,另外有很多人说是让基极电流>=1mA说实话这些都是些不那么靠谱的设计,所谓的10:1原则很简单即Ic:Ib=10:1,也即是增益=10,那么如何设计呢?如果是基极处个集电极处电压相等的情况下,只要Rb=10*Rc,为什么增益为10就一定能够确保确保进去了饱和状态呢,就是我们刚才所说的在饱和区增益不大,到这个不大到底是多少,其实10是任何情况下都能够确保进入饱和区的增益,这点非常重要

  (4)所以综上我们三极管要作为开关管,我们需要重点关注的参数主要是,Ib, Ic自己由此产生的RbRc的确定,首先是我们的Ib可以先确认为1mA,但是此后Ic=10mA,由这两个参数而确定的Rb,Rc电阻值,另外我们还要确保其电路在不工作的时候不受噪声静电浪涌等影响,我们应该添加上下拉电阻来确保一个稳定的电压给到取决于具体是NPN还是PNP,上下拉电阻一般可取20KΩ

  (5)关于晶体管更详细的内容可以参考老白硬件特训班:

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3. 这个电路图中左边cona是给3.3V的电压 右边M53111.8V的电压 这电路是怎么实现的电平转换

: (1)这个就是我们上述详细分析的通过开集电极OC进行转换获得不同电平转换的具体应用

   (2)比如说,TXD给出了一个高电平,则Q1A截止,而P22脚则此时被上啦但是需要注意其上拉的电位已经不一样了,以此来实现不同电压的转换,当TXD为低电平也是一样的分析方法

 

 

4. 为什VFB基准电压是多少  600mV

: (1)首先这个问题是不完整的

   (2)我假定你是针对于开关电源的问题的提出,反馈电压不同的半导体厂商不同的器件其反馈电压有可能不同,不是唯一的也不是固定的

 

5. D2D3会组成全波整流电路?

(1)D2D3没有构成全波整流电路

(2)D2,D3构成的是半波整流,不过其压降是1.4V


39. 这个我想直接外部5V供电给芯片,但是要做保护要怎么去选型?把JFET的电路去除了,但是我要实现防反接和短路保护要怎么去改?

(1)首先我们要注意这个图里面的Q1Q2其不是JFET也不是耗尽型的MOS,他是一个增强型的MOS

(2)然后5V直流电源入口的地方的话我们需要做:EMI滤波和EMS防护还有过流和防反接

(3)EMS防护主要是通过TVS,MOV,GDT等器件通过多级防护逐级递减的方式实现

(4)EMI滤波根据具体是差模滤波还是共模滤波可以有更多种实现方式,可以用电容,电感,磁珠,以及具体的滤波阶数拓扑结构来实现具体的EMI滤波

(5)防反接实现方式也可以有很多种,可以用二极管,PMOS等实现

(6)过流防护主要是保险丝

(7)关于电源接口或者通讯接口更详细的内容可以参考老白硬件特训班:

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40.功率器件额定电流需要留有多大余量?

答:(1)留多少余量,主要是根据可靠性的要求

(2)一般超过工作电流峰值的1.4倍即可



复制这段话到TaoBao打开即可见↓


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此问答来源白老师硬件特训班答疑

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