三極管開(kāi)關(guān)電路使用經(jīng)驗(yàn)圖文分享-KIA MOS管

三極管的使用經(jīng)驗(yàn)

今天分享一下使用三極管的一些經(jīng)驗(yàn)以及一些常見(jiàn)的誤區(qū),可以減少在電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中一些不必要的麻煩。

下面來(lái)看幾個(gè)三極管做開(kāi)關(guān)的常用電路畫(huà)法,幾個(gè)例子都是蜂鳴器作為被驅(qū)動(dòng)器件。

三極管開(kāi)關(guān)電路

圖一的a電路用的是NPN管,注意蜂鳴器接在三極管的集電極,驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是常見(jiàn)的3.3V或者5VTTL ,高電平開(kāi)通,電阻按照經(jīng)驗(yàn)法可以取4.7K。

例如a電路,開(kāi)通時(shí)假設(shè)為高電平5V ,基極電流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA ,可以使三極管完全飽和。b電路用的是PNP管,同樣把蜂鳴器接在三極管的集電極,同的是驅(qū)動(dòng)信號(hào)是5V的TTL電平。

以上這兩個(gè)都可以正常工作,只要PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作在合適的頻率,蜂鳴器(有源)都會(huì)發(fā)出最大的聲音。

三極管開(kāi)關(guān)電路

圖二的這兩個(gè)電路相比圖一來(lái)說(shuō),最大的區(qū)別在于被驅(qū)動(dòng)器件接在三極管的發(fā)射極。同樣看c電路,開(kāi)通時(shí)假設(shè)為高電平5V ,基極電流Ib=(5V-0.7V-UL)/4.7K ,其中UL為被驅(qū)動(dòng)器件上的壓降。

可以看到,同樣取基極電阻為4.7K ,流過(guò)的基極電流會(huì)比圖一a電路的要小,小多少要看UL是多少。如果UL比較大,那么相應(yīng)的Ib就小,很有可能導(dǎo)致三極管無(wú)法工作在飽和狀態(tài)，使得被驅(qū)動(dòng)器件無(wú)法動(dòng)作。

有人會(huì)說(shuō)把基極電阻減小就可以了呀,可是被驅(qū)動(dòng)器件的壓降是很難獲知的,有些被驅(qū)動(dòng)器件的壓降是變動(dòng)的,這樣一來(lái)基極電阻就較難選擇合適的值,阻值選擇太大就會(huì)驅(qū)動(dòng)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。

三極管開(kāi)關(guān)電路

再來(lái)看圖三這兩個(gè)電路。驅(qū)動(dòng)信號(hào)為3.3VTTL電平,而被驅(qū)動(dòng)器件開(kāi)通電壓需要5V。在3.3V的MCU電路中,不小心的話很容易就設(shè)計(jì)出這兩種電路,而這兩種電路都是錯(cuò)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(dāng)PWM信號(hào)為3.3V時(shí),三極管發(fā)射極電壓為3.3V-0.7V = 2.6V ,無(wú)法達(dá)到期望的5V。

圖三f電路也是一個(gè)很失敗的電路,首先這個(gè)電路開(kāi)通是沒(méi)有問(wèn)題的,當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平時(shí),被驅(qū)動(dòng)器件可以正常動(dòng)作。

然而這個(gè)電路是無(wú)法關(guān)斷的,當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM為3.3V高電平的時(shí)候,Ube = 5V - 3.3V = 1.7V仍然可以使三極管開(kāi)通,于是無(wú)法關(guān)斷。在這里,有人可能會(huì)說(shuō)用過(guò)這個(gè)電路,沒(méi)有問(wèn)題啊,而且MCU的電壓也是3.3V。

你用的肯定是OD (開(kāi)漏)驅(qū)動(dòng)方式，而且是真正的OD或者是5V容忍的OD，比如STM32的很多I0口都可以設(shè)置為5V容忍的OD驅(qū)動(dòng)方式(但是有些是不行的)。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為OD門(mén)驅(qū)動(dòng)方式時(shí),輸出高電平,信號(hào)就變成了高阻態(tài),流過(guò)基極的電流為零,三極管可以有效關(guān)斷,這個(gè)時(shí)候f電路依然有效。

三極管開(kāi)關(guān)電路