三極管驅動(dòng)蜂鳴器這些誤區要當心-KIA MOS管

三極管驅動(dòng)蜂鳴器

蜂鳴器是我們在電路設計中使用的最常見(jiàn)的一種預警發(fā)聲器件,我們常使三極管的工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)驅動(dòng)它。然而越簡(jiǎn)單的電路,很多人在設計時(shí)往往越容易忽略細節,導致實(shí)際電路中蜂鳴器不發(fā)聲、輕微發(fā)聲和亂發(fā)聲的情況發(fā)生。

我們在數字電路設計的中常常用三極管的開(kāi)關(guān)特性把數字信號的“1"和“0”來(lái)轉化成實(shí)際電路中的“通“和“斷”,來(lái)驅動(dòng)一些蜂鳴器、數碼管、繼電器等需要較大電流的器件。

然而在使用的過(guò)程中,如果不在意細節，三極管就可能無(wú)法工作在正常的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。最終無(wú)法達到預期的效果,有時(shí)就是因為這些小小的錯誤而導致重新打板,導致浪費。

這里把三極管的一些經(jīng)驗以及一些常見(jiàn)的誤區給大家分享一下 ,在電路設計的過(guò)程中可以減少一些不必要的麻煩。我們來(lái)看幾個(gè)三極管做開(kāi)關(guān)的常用電路畫(huà)法。蜂鳴器我們選擇了常用的蜂鳴器。

三極管，蜂鳴器

例:圖一中a電路中三極管我們選擇了2N3904三極管，2N3904是現在常用的NPN三極管。其耐壓值40V , Pcm=400mW，Icm=200mA, β=100-400。蜂嗚器LS1接在三極管的集電極,驅動(dòng)信號取5V ,電阻按照經(jīng)驗可以取4.7K。

假設三極管放大倍數為100 ,蜂鳴器的工作電流為20mA,即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA。當基極電流大于0.2 mA時(shí),蜂鳴器均可正常發(fā)聲。a電路中的基極電流Ib= ( 5V-0.7V ) 14.7K=0.9mA,大于0.2 mA,可以使蜂鳴器正常發(fā)聲。

b電路用的是2N3906三極管, PNP型 ,同樣把蜂鳴器LS2接在三極管的集電極,驅動(dòng)信號是5VTTL電平。由于2N3906其他參數和2N3904基本一致，因此計算過(guò)程不再贅述。以上這兩個(gè)電路圖都可以正常工作。

三極管，蜂鳴器

圖二的兩個(gè)電路和圖一相比,把蜂鳴器接在了三極管的發(fā)射極。在c電路,假設基極電壓為5V,基極電流lb= ( 5V-0.7V-UL )/4.7K ,其中UL為蜂鳴器上的壓降。如果UL比較大,那么相應的Ib就小,很有可能Ib<0.2mA，Ic <20mA ,無(wú)法驅動(dòng)蜂鳴器。

有人認為把R3的阻值減小, Ib就可以變大,大于0.2 mA時(shí),蜂鳴器就可以正常工作。但是蜂鳴器的壓降很難獲知,而且有些蜂鳴器的壓降可能變動(dòng),這樣一來(lái)基極電阻阻值就很難選擇,阻值選擇太大就會(huì )驅動(dòng)失敗,選擇太小,損耗又變大。d電路也會(huì )出現同樣的問(wèn)題,所以不建議選用圖二的這兩種電路。

三極管，蜂鳴器

圖三這兩個(gè)電路,電路的驅動(dòng)信號為3.3VTTL電平,常出現在3.3V的MCU電路設計中,如果不注意就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(fā)射極正偏,集電極反偏”的放大電路,或者叫射極輸出器。當PWM信號為3.3V時(shí), Ib= ( 3.3V-0.7V- UL )/4.7K ,會(huì )出現和圖2中c電路中一樣的情況。

電路也是一個(gè)很失敗的電路，首先這個(gè)電路導通是沒(méi)有問(wèn)題的,當驅動(dòng)信號為0V時(shí),蜂鳴器可以正常動(dòng)作。然而這個(gè)電路是無(wú)法關(guān)斷的,當驅動(dòng)信號PWM為3.3V高電平的時(shí)候，Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube>0.7V ,三極管仍可以導通,于是蜂鳴器會(huì )一直響。

那這個(gè)問(wèn)題有辦法解決嗎?有,如果你的MCU支持OD (開(kāi)漏)驅動(dòng)方式,可以在開(kāi)漏輸出后用上拉電阻把電平拉到5V ,這樣Ube=5V-5V=OV, Ube<0.7V,三極管就可以正常的關(guān)斷了。

總結:

三極管作為開(kāi)關(guān)器件，雖然驅動(dòng)電路很簡(jiǎn)單,要使電路工作更加穩定可靠,還是不能掉以輕心。為了避免出錯,建議是優(yōu)先采用圖一的電路,盡量不采用圖二的電路,避免使用圖三的工作狀況。

實(shí)用推薦電路如下:

三極管，蜂鳴器