三極管開(kāi)關(guān)電路應用與開(kāi)關(guān)電路狀態(tài)的影響因素分析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-11-30
三極管，全稱(chēng)應為半導體三極管，也稱(chēng)雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。
三極管是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結，兩個(gè)PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發(fā)射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。
三極管我們有時(shí)候也稱(chēng)為晶體管、晶體三極管等，它是一種電流控制元器件，即用基極電流去控制集電極電流。能夠把微弱信號放大成較大電信號， 有PNP和NPN兩種。它有截止狀態(tài)、放大狀態(tài)、飽和導通三種工作狀態(tài)，我們經(jīng)常用到的就是飽和導通狀態(tài)，處于飽和狀態(tài)時(shí)候，三極管失去了電流放大作用，集電極C與發(fā)射極E之間的電壓很小，Vce兩極電壓相當于為零，也就是說(shuō)短路狀態(tài)，這種狀態(tài)經(jīng)常與截止狀態(tài)配合一起用作開(kāi)關(guān)作用，特別是在小信號小電流場(chǎng)合。
下面介紹三極管在開(kāi)關(guān)方面的作用，以SS8050三極管為例，這種一種普遍用于功率放大電路的三極管，與SS8550 互補。8050是一種低電壓、大電流、小信號的NPN型硅三極管，最大集電極電流為0.5 A，而SS8050最大集電極電流為1.5 A。
下圖是三極管開(kāi)關(guān)電路
三極管在作開(kāi)關(guān)作用時(shí)候，在設計電路至少要考慮三個(gè)參數：集電極-發(fā)射極電壓Vceo、集電極連續電流Ic、集電極耗散功率Pc等，如下表是SS8050三極管極限參數
這是集電極與發(fā)射極電壓之間的最大耐壓值，設計電路時(shí)候要考慮不能超過(guò)此耐壓值，至少要大兩倍于輸入電壓值，這樣電路才更可靠。
這是三極管集電極最大電流，三極管處于放大狀態(tài)時(shí)候，這個(gè)電流隨著(zhù)基極電流不斷增大而增大，當增大到一定程度時(shí)候不再變化，此時(shí)接近于飽和狀態(tài)，作開(kāi)關(guān)用時(shí)候，這個(gè)電流不能超過(guò)規定值。
Pc指的是集電極與發(fā)射極上消耗的功率，Pc=Ic*Vce，電流流過(guò)三極管把熱量轉換為耗散功率，表現為三極管發(fā)熱、內部溫升上升，超過(guò)這個(gè)功率值三極管將會(huì )損壞。
除了這三個(gè)，還有Vbe電壓等，用三極管作開(kāi)關(guān)電路，一般是小一點(diǎn)的負載，如果是負載大一點(diǎn)的用大功率的三極管或者用MOS管驅動(dòng)。
首先需要選定的一個(gè)傳感器，對空氣質(zhì)量信號進(jìn)行捕捉輸出，在找到一個(gè)MQ-2 的氣體傳感器。
三極管開(kāi)關(guān)
三極管放大電路， ic = β* ib , Vout = Vcc – ic*R3
三極管開(kāi)關(guān)電路， ic ≠ β* ib， Vout =0.3V≈ 0V
大家可以思考一下，下拉電阻有哪些作用呢？又怎樣選擇呢？
下圖是三極管是的輸出特性曲線(xiàn)
圖中電源電壓為4V，綠色的斜線(xiàn)是負載電阻為80歐姆的負載線(xiàn)，V/R=50MA，圖中標出了Ib分別等于0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、1.0mA的工作點(diǎn)A、B、C、D、E、F。據此在右側作出了Ic與Ib的關(guān)系曲線(xiàn)。根據這個(gè)曲線(xiàn)，就比較清楚地看出“飽和”的含義了。曲線(xiàn)的綠色段是線(xiàn)性放大區，Ic隨Ib的增大幾乎成線(xiàn)性地快速上升，可以看出β值約為200。藍色段開(kāi)始變彎曲，斜率逐漸變小。紅色段就幾乎變成水平了，這就是“飽和”。
實(shí)際上，飽和是一個(gè)漸變的過(guò)程，藍色段也可以認為是初始進(jìn)入飽和的區段。在實(shí)際工作中，常用Ib*β=V/R作為判斷臨界飽和的條件。在圖中就是假想綠色段繼續向上延伸，與Ic=50MA的水平線(xiàn)相交，交點(diǎn)對應的Ib值就是臨界飽和的Ib值。圖中可見(jiàn)該值約為0.25mA。
由圖可見(jiàn)，根據Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶體管進(jìn)入了初始飽和狀態(tài)，實(shí)際上應該取該值的數倍以上，才能達到真正的飽和；倍數越大，飽和程度就越深。
圖中還畫(huà)出了負載電阻為200歐姆時(shí)的負載線(xiàn)?？梢钥闯?，對應于Ib=0.1mA，負載電阻為80歐姆時(shí)，晶體管是處于線(xiàn)性放大區，而負載電阻200歐姆時(shí)，已經(jīng)接近進(jìn)入飽和區了。負載電阻由大到小變化，負載線(xiàn)以Vce=4.0為圓心呈扇狀向上展開(kāi)。負載電阻越小，進(jìn)入飽和狀態(tài)所需要的Ib值就越大，飽和狀態(tài)下的C-E壓降也越大。
使用三極管的開(kāi)關(guān)管時(shí)推薦設置ib為1mA,BE 有0.7V壓降即可。N管開(kāi)關(guān)E接地，P管開(kāi)關(guān)E接電源。（1mA相對大些，可以保證可靠的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可以有效的避免溫度變化等干擾導致誤開(kāi)關(guān)）
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