標(biāo)題: 學(xué)透使用三極管 電路設(shè)計(jì)得心應(yīng)手 [打印本頁(yè)]
作者: 51hei小林    時(shí)間: 2016-10-20 13:16
標(biāo)題: 學(xué)透使用三極管 電路設(shè)計(jì)得心應(yīng)手
你可能不相信，學(xué)透了三極管，在做電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，真的會(huì)得心應(yīng)手。

很多人已經(jīng)從中受益，想不明白的事情，做出來(lái)就明白了。

上次張飛老師給大家講了一節(jié)三極管的基礎(chǔ)課，今天再來(lái)一節(jié)。

N管在電路中的開(kāi)關(guān)應(yīng)用

圖1   N管

我們先講解下Ｎ管。如圖1所示，如果三極管工作在飽和區(qū)（完全導(dǎo)通），Rce≈0，Vce≈0.3V，且這個(gè)0.3V我們就認(rèn)為它直接接地了，那么就需要讓Ib大于等于1mA，若Ib=1mA，Ic=100mA，它的放大倍數(shù)β=100，三極管完全導(dǎo)通。所以，我們說(shuō)Ib是一個(gè)弱電流弱信號(hào)，Ic是個(gè)強(qiáng)電流強(qiáng)信號(hào)。

我們之所以要使用三極管作為開(kāi)關(guān)管用，這是為解決一些器件、傳感器通過(guò)的電流值很小，一般不將它們直接作為公立器件串在負(fù)載中的，而只是作為一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)來(lái)控制負(fù)載的打開(kāi)和關(guān)斷。

比如，溫控開(kāi)關(guān)，這個(gè)在《熱水循環(huán)泵》項(xiàng)目中有介紹過(guò)，它一般通上小于5mA的電流，所以不適合接到電路中直接控制電路中的負(fù)載。將這類(lèi)器件接在N管的B極上，N管就能夠作為一個(gè)開(kāi)關(guān)管使用。

我們現(xiàn)在來(lái)分析圖2 溫度開(kāi)關(guān)控制馬達(dá)電路：


圖2  溫度開(kāi)關(guān)控制馬達(dá)電路


圖2是溫度開(kāi)關(guān)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)和停的電路圖，溫度開(kāi)關(guān)相當(dāng)于一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)。溫度開(kāi)關(guān)它是一個(gè)弱信號(hào)的，它可以串在B極上，它不能串在Ic上。在B極串個(gè)開(kāi)關(guān)，N管就能夠做個(gè)開(kāi)關(guān)管使用。圖2 中的馬達(dá)是一個(gè)直流有刷馬達(dá)，只要正極接通12V，負(fù)極接地，馬達(dá)就開(kāi)始轉(zhuǎn)。

電路的分析中三要素

在上一節(jié)我們講過(guò)，電路的分析關(guān)鍵要抓住三要素：源、地、回路！

在這個(gè)電路也是一樣，從圖2中可以看出一共有4個(gè)回路。首先，當(dāng)溫度開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，回路I流過(guò)的電流的為：



三極管CE完全導(dǎo)通，Vce≈0.3V，這時(shí)候，馬達(dá)兩端的電壓壓降接近12V,它就能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的，因?yàn)槿龢O管be的導(dǎo)通后阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2K電阻R2，所以電流大部分流過(guò)三極管；當(dāng)溫度開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，那么這個(gè)時(shí)候，Ib上就沒(méi)有電流，Ic上也沒(méi)有電流，回路II不導(dǎo)通，12V的電壓就不能夠經(jīng)過(guò)這上面流過(guò)。這是因?yàn)槿龢O管是流控流型的，只有Ib上有電流，Ic在有壓降上才會(huì)有電流。

由于溫度開(kāi)關(guān)在關(guān)斷的瞬間，三級(jí)管Ib、Ic上的電流并不能夠一下子降到零，而是慢慢降到零，這是制造工藝必然存在的，在這段時(shí)間，三極管是工作在放大區(qū)，是最容易受到干擾。

因此需要接個(gè)下拉電阻R2，這個(gè)電阻一是給三極管提供了個(gè)放電回路，二是為點(diǎn)A提供一個(gè)能量分散的通路。

我們現(xiàn)在來(lái)具體分析為什么這里需要接個(gè)下拉電阻。

首先如圖3 所示三極管實(shí)際工藝制造模型，三極管BE、BC、CE之間分別有電容C1、C2、C3。這三個(gè)電容的存在一方面是我們不需要的，另一方面，又是工藝中無(wú)法避免克服的，是制造工藝過(guò)程中必然存在的現(xiàn)象。

我們把這種電容一般稱(chēng)之為雜散電容，或者說(shuō)是寄生電容。由于有電容的存在，三極管勢(shì)必有延時(shí)。當(dāng)Ib上沒(méi)有電流時(shí)，三極管上電容C1開(kāi)始放電，形成回路I,這個(gè)時(shí)候B點(diǎn)的電壓從0.7V降到0V，工作在放大區(qū)，最容易受到干擾，現(xiàn)在在C1兩端加個(gè)電阻R2，電容上的電一部分就會(huì)從電阻R2上釋放掉，并且電阻阻值越小，電容放電越快。因此，電阻R2給電容提供了一個(gè)通路釋放電荷，大大減短了三極管工作在放大區(qū)的時(shí)間。




圖3  三極管實(shí)際工藝制造模型

然后我們?cè)賮?lái)分析，為什么說(shuō)電阻R2為點(diǎn)A提供了一個(gè)能量分散通路。

如圖2所示，溫度開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)點(diǎn)A是懸空的，A點(diǎn)電壓不確定，為高阻態(tài)（阻抗無(wú)窮大），容易出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象，而且也容易受到周?chē)h(huán)境干擾，比如靜電、雷擊等使器件永久損壞。

當(dāng)使用環(huán)境出現(xiàn)雷擊，高壓靜電等情況，在點(diǎn)A下拉一個(gè)電阻接到地，大部分電流就會(huì)順著電阻流入地，給能量提供一個(gè)分散通路。

如果沒(méi)有接這個(gè)電阻，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，由于A點(diǎn)左邊阻抗無(wú)窮大，A點(diǎn)右邊接三極管，阻抗相對(duì)左邊來(lái)說(shuō)是有限的、低的，因此電流會(huì)全部往阻抗低的方向跑，流入三極管，造成電流過(guò)大，把這器件永久性損壞。一般情況下，也即經(jīng)驗(yàn)用法，這個(gè)電阻為2K。既要兼顧功耗，又要考慮電容放電。

作者: 樹(shù)葉的人生    時(shí)間: 2017-5-13 16:59
學(xué)習(xí)了，謝謝
作者: HUANGHFS    時(shí)間: 2017-5-14 21:59
受教了，希望可以多一些類(lèi)似的題材。
作者: ICOM    時(shí)間: 2017-5-17 06:47
太好了，通俗易懂，謝謝�。�！
作者: liushuiwuqing    時(shí)間: 2017-5-27 22:07
已閱，謝謝！
作者: tthkl    時(shí)間: 2017-6-2 16:10
基礎(chǔ)知識(shí)，講的通俗易懂，謝謝了
作者: 51求學(xué)    時(shí)間: 2017-7-1 12:14
易懂謝謝了，希望還會(huì)有更多的學(xué)習(xí)資料
作者: electronicnew    時(shí)間: 2017-7-6 20:36
樓主牛掰，好帖子
作者: 15645411780    時(shí)間: 2017-7-7 20:15
樓主牛掰，好帖子
作者: 黑鳳梨2018    時(shí)間: 2018-6-28 13:23
有用有用的
作者: zhouqiang    時(shí)間: 2018-6-28 15:23
學(xué)習(xí)了！
作者: 13528441902    時(shí)間: 2019-1-29 13:53
我想問(wèn)一下公式中的ib是怎么的出來(lái)的
作者: zhangkunjn    時(shí)間: 2019-2-14 20:07
13528441902 發(fā)表于 2019-1-29 13:53
我想問(wèn)一下公式中的ib是怎么的出來(lái)的

12V電壓除以10K電阻，忽略be壓降
作者: karolyte    時(shí)間: 2019-2-26 17:18
頂禮膜拜，講的太好了
作者: karolyte    時(shí)間: 2019-2-26 17:18
講的實(shí)在是太好了！
作者: 新手勇往直前    時(shí)間: 2019-3-25 13:06
謝謝！！
作者: 繁星艾爾    時(shí)間: 2019-4-29 17:48
謝了，希望多一些類(lèi)似題材
作者: tieq1952    時(shí)間: 2019-5-1 08:43
基礎(chǔ)知識(shí)，通俗易懂.
作者: 邊玩邊學(xué)    時(shí)間: 2019-6-5 22:37
意猶未盡。
作者: slg17    時(shí)間: 2020-7-30 08:55
要記下筆記
作者: guanguandezhi    時(shí)間: 2020-9-11 11:34
通俗易懂
作者: 曾現(xiàn)路    時(shí)間: 2021-4-25 11:13
感謝樓主，講解的清晰易懂，過(guò)去只是知道就是這樣用才對(duì)，而不知道為啥，現(xiàn)在有了更多的了解 收獲很大！
作者: 1729924651    時(shí)間: 2021-5-25 11:02
先不說(shuō)內(nèi)容如何，上圖直接就不對(duì)啊，這是N管嗎？



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