三极管高级应用
三极管有三个工作状态:截止、放大、饱和,放大状态很有学问也很复杂,多用于集成芯片,比如运放,现在不讨论。其实,对信号的放大,我们通常用运放处理,三极管更多的是当做一个开关管来使用,且只有截止、饱和两个状态。
截止状态看作是关,饱和状态看作是开。
Ib≥1mA时,完全可以保证三极管工作在饱和状态,对于小功率的三极管此时Ic为几十到几百mA,驱动继电器、蜂鸣器等功率器件绰绰有余。
Ib与Ic电流都流入e极,根据电流方向,e极为低电平,应接地,c极接负载和电源。https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-7596074/9f699f9fde5824c6328a059a404b3faf.png
图1:NPN三极管
如图2为PNP型三极管,按下开关S2,约1mA的Ib流过箭头,三极管工作在饱和状态,e极到c极完全导通,c极电平接近5V,负载RL两端压降接近5V。
Ib与Ic电流都流出e极,根据电流方向,e极为高电平,应接电源,c极接负载和地。
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图2:PNP三极管
如图3,对于NPN三极管,更应该在b极加一个下拉电阻,一是为了保证b、e极间电容加速放电,加快三极管截止;二是为了保证给三极管b极一个已知逻辑状态,防止控制输入端悬空或高阻态时对三极管工作状态的不确定。
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图3:NPN三极管加下拉电阻
如图4,对于PNP三极管,更应该在b极加一个上拉电阻,原理同上。
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图4:PNP三极管加上拉电阻
如图5,对于感性负载,必须在负载两端并联一个反向续流二极管,因为三极管在关断时,线圈会自感产生很高的反向电动势,而续流二极管提供的续流通路,同时钳位反向电动势,防止击穿三极管。
续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管,两者响应速度快。https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-7596074/8c8c5b4f41b9b92a8e5b7bcd62e547a8.png
图5:NPN三极管驱动蜂鸣器
如图6,对于某些控制信号为低电平时,可能并不是真正的0V,一般在1V以内,为保证三极管完全截止,不得不在三极管b极加一个反向稳压管或正向二极管,以提高三极管导通的阈值电压。
根据个人经验,推挽输出的数字信号不用加,OC输出、二极管输出以及延时控制有必要加,通常稳压管正常的工作电流≥1mA。
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图6:NPN三极管驱动继电器
如图7,为三极管延时导通,快速关断的一个仿真电路,D1、R2、C1、D2构成延时导通Q2的回路,C1的电压为12V的时候Q2导通,R3、Q1、R4、R1构成快速关断Q2的回路,C1通过R3和Q1快速放电。
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图7:用三极管实现继电器的延时控制
要点:
[*]对于NPN三极管,在不考虑三极管的情况下,b极电阻与下拉电阻的分压必须大于0.7V,PNP同理。
[*]b极电流必须≥1mA可保证三极管处于饱和状态,此时Ic满足三极管最大的驱动能力。
[*]另外,对于三极管的放大倍数β,指的是输出电流的驱动能力放大了β,比如100倍,并不是把输出电流真正的放大了100倍
NPN,用5V作为开关信号,控制电源3.3V开关,不知道可行不 没有附图,理解起来不直观。单独一个三极管用起来简单。两个以上的三极管就很有意思,推挽电路,锁相电路,反相器电路,零零总总很多的 利用一对匹配的三极管构建差分对,能够放大两个输入信号之间的差异。 三极管用于构建混频器、振荡器和放大器等关键组件。 三极管可以用作开关电源中的开关元件,通过高速开关动作来控制电源的输出。 共射极放大电路,用于放大音频信号或传感器信号 通过将两个或多个三极管级联形成达林顿对,可以获得非常高的电流增益,适用于需要大电流驱动的场合。 三极管可以构成振荡电路,产生特定频率的信号。
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