開關三極體的使用誤區

2021-07-07 01:17:20 字數 1871 閱讀 1168

在數位電路設計的中,往往需要把數碼訊號經過開關擴流器件來驅動一些蜂鳴器、led、繼電器等需要較大電流的器件,用得最多的開關擴流器件要數三極體。然而 在使用的過程中,如果電路設計不當,三極體無法工作在正常的開關狀態,就達不到預期的目的,有時就是因為這些小小的錯誤而導致重新打板,導致浪費。本人在 這個方面就吃過虧,所以把自己使用三極體的一些經驗以及一些常見的誤區給大家分享一下,在電路設計的過程中可以減少一些不必要的麻煩。

下面來看幾個三極體做開關的常用電路畫法。幾個例子都是蜂鳴器作為被驅動器件。

圖一的a 電路用的是npn管,注意蜂鳴器接在三極體的集電極,驅動訊號可以是常見的3.3v或者5vttl,高電平開通,電阻按照經驗法可以取4.7k. 例如a電路,開通時假設為高電平5v,基極電流ib=(5v-0.7v)/4.7k=0.9ma,可以使三極體完全飽和。b 電路用的是pnp管,同樣把 蜂鳴器接在三極體的集電極,不同的是驅動訊號是5v的ttl電平。以上這兩個都可以正常工作,只要pwm驅動訊號工作在合適的頻率,蜂鳴器(有源)都會發 出最大的聲音。

圖二的這兩個電路相比圖一來說,最大的區別在於被驅動器件接在三極體的發射極。同樣看c電路,開通時假設為高電平5v,基極電流ib=(5v-0.7v- ul)/4.7k,其中ul為被驅動器件上的壓降。可以看到,同樣取基極電阻為4.7k,流過的基極電流會比圖一a電路的要小,小多少要看ul是多少。如 果ul比較大,那麼相應的ib就小,很有可能導致三極體無法工作在飽和狀態,使得被驅動器件無法動作。有人會說把基極電阻減小就可以了呀,可是被驅動器件 的壓降是很難獲知的,有些被驅動器件的壓降是變動的,這樣一來基極電阻就較難選擇合適的值,阻值選擇太大就會驅動失敗,選擇太小,損耗又變大。所以,在非 不得已的情況下,不建議選用圖二的這兩種電路。

我們再來看圖三這兩個電路。驅動訊號為3.3vttl電平,而被驅動器件開通電壓需要5v.在3.3v的mcu電路中,不小心的話很容易就設計出這兩種電 路,而這兩種電路都是錯誤的。先分析e電路,這是典型的「發射極正偏,集電極反偏」的放大電路,或者叫射極輸出器。當pwm訊號為3.3v時,三極體發射 極電壓為3.3v-0.7v = 2.6v,無法達到期望的5v.圖三f電路也是乙個很失敗的電路,首先這個電路開通是沒有問題的,當驅動訊號為低電平 時,被驅動器件可以正常動作。然而這個電路是無法關斷的,當驅動訊號pwm為3.3v高電平的時候,ube = 5v - 3.3v = 1.7v仍然可 以使三極體開通,於是無法關斷。在這裡,有人會說用過這個電路,沒有問題啊,而且mcu的電壓也是3.3v.我說你用的肯定是od(開漏)驅動方式,而且 是真正的od或者是5v容忍的od,比如stm32的很多io口都可以設定為5v容忍的od驅動方式(但是有些是不行的)。當驅動訊號為od門驅動方式 時,輸出高電平,訊號就變成了高阻態,流過基極的電流為零,三極體可以有效關斷,這個時候f電路依然有效。

綜合以上幾種電路的情況分析,得到圖四這兩種個人認為是最優的驅動電路,與圖一不同的是,圖四在基極與發射極之間多加了乙個100k的電阻,這個電阻也是有 一定作用的,可以讓三極體有乙個已知的預設狀態。當輸入訊號去除的時候,三極體還處於關斷狀態。在安全和穩定的方面考慮,多加的這個電阻還是很有必要的, 或者說可以讓三極體工作在更好的開關狀態。

三極體作為開關器件,雖然驅動電路很簡單,要使電路工作更加穩定可靠,還是不能掉以輕心。為了不容易出錯,個人建議是優先採用圖四的電路,盡量不採用圖二的電路,避免使用圖三的工作狀況

三極體的開關作用

三極體又分npn型三極體和pnp型三極體。常用npn三極體為3904,pnp三極體為3906。npn三極體的基極為高電平時三極體導通。pnp三極體的基極為低電平時三極體導通。三極體be端併聯電阻的作用 三極體b e間電阻不是限流更不是分壓,但截止則是相對的,因為 b e 間有漏電流,而且,作為微控制...

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一 三極體開關電路設計的可行性及必要性 可行性 用過三極體的人都清楚,三極體有乙個特性,就是有飽和狀態與截止狀態,正是因為有了這兩種狀態,使其應用於開關電路成為可能。必要性 假設我們在設計乙個系統電路中,有些電壓 訊號等等需要在系統執行過程中進行切斷,但是又不能通過機械式的方式切斷,此時就只能通過軟...

三極體典型開關電路

1.基極必須串接電阻,保護基極,保護cpu的 口。基極根據 或者 管子加上拉電阻或者下拉電阻。集電極電阻阻值根據驅動電流實際情況調整。同樣基極電阻也可以根據實際情況調整。基極和發射極需要串接電阻,該電阻的作用是在輸入呈高阻態時使電晶體可靠截止,極小值是在前級驅動使電晶體飽和時與基極限流電阻分壓後能夠...