把三极管当开关用 基极电阻该怎么选

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 楼主| 瑞生 发表于 2015-7-9 23:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 瑞生 于 2015-7-12 23:32 编辑


上图就是一个典型的把三极管当开关用的栗子。一般,我们都知道,NPN三极管是高电平导通,PNP三极管是低电平导通,至于基极限流电阻R1的阻值选取,却知道的很少。最近我稍微总结了一下与大家分享,有不对的地方,还请指出。

在选取电阻之前,我们有必要先来了解一下三极管的三个工作区,如下图:




三极管有三个工作区间:饱和区、放大区、截止区。

三极管作为开关用,是工作在什么区呢?

三极管不导通,当然是工作在截止区。那么,三极管导通,就有饱和区导通和放大区导通两种。如果把三极管当开关用的话,我们当然希望三极管是作为“一条导线”,不希望在三极管上有压降产生,也就是希望Vce越小越好,再对比看一下三极管的输出特性曲线的横坐标,就知道是工作在饱和区了。

来实践一下吧:

取一个NPN三极管S8050,一个5V继电器,再分别拿几个不同电阻值的电阻,就可以做实验了。

先来测测继电器线圈的电阻值,大概是72欧姆。



如果要让继电器工作的话,我们就需要让继电器通过的电流是5V/72欧=69mA(这就是Ice),当然,这是假设三极管Vce没有压降(Vce=0),实际上,肯定会有些压降,我们希望是很小,这就需要调整基极限流电阻来实现。

下面是S8050的输出特性曲线:


如上图,如果要让Ice达到69mA,大概所需的基极电流就是400uA(临界值)。以400uA计算的话,基极限流电阻大概就是(5V-0.7V)/0.0004A=10K。

实践一下:



先用10K电阻做为基极限流电阻,测得:Ube=0.75V  Uce=0.13V  Ibe=419uA Ice=61.1mA
再用1K电阻做为基极限流电阻,测得:Ube=0.80V Uce=0.05V Ibe=4.12mA Ice=62.6mA
再用20K电阻作为基极限流电阻,测得:Ube=0.71V Uce=1.06V Ibe=210uA Ice=48.4mA

总结:
用10K和1K电阻作为基极限流电阻时,继电器会很有力的吸合,Uce很小,很显然工作在饱和区。
用20K电阻作为基极限流电阻时,继电器不会很有力吸合,Uce达到1V,Uce>Ube,很显然工作在放大区了。



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HWM 发表于 2015-7-10 08:14 | 显示全部楼层
看图并理解:在饱和区,IC和VCE是呈近似直线,也就是说,在饱和区,基极电流IB和IC是线性关系


这说的是哪跟哪啊?
HWM 发表于 2015-7-10 08:18 | 显示全部楼层
我们用5V驱动,所以所需电流就是:5V/72欧=69mA。

现在翻回去看看三极管工作图,横坐标找到5V,纵坐标找到69mA,然后得出IB是多少?大概是390uA,再来计算一下,我们用的是5V驱动,假设基极消耗0.7V,那么我们应该选取的电阻值就是:
(5-0.7)/0.00039=11K


应该找相应的负载线
HWM 发表于 2015-7-10 08:21 | 显示全部楼层
此外,完全可能在饱和区。
clnbcl 发表于 2015-7-10 08:55 | 显示全部楼层
4.7K基极电阻差不多了,当然也是要看三极管的放大倍数大不大,如果太小那基极电阻还要取小点。
huayuliang 发表于 2015-7-10 10:22 | 显示全部楼层

饱和区是集电极电流增大到不再随基极电流的增大而增大。哪儿还有什么线性关系了。。

楼主这是已知三极管参数,或者说已经确定了三极管,来求基极电阻。
如果题目改下,如何选择三极管。。。

不仅仅是三极管的倍数。。ISE IKF 都有直接影响。

leyyer 发表于 2015-7-11 12:40 | 显示全部楼层
这个文档是在误导别人:"我们把三极管当做开关用,是利用三极管的放大区"。当开关用应该是饱和区和截止区。
tksfbz 发表于 2015-7-11 22:34 来自手机 | 显示全部楼层
我觉得分析的很好啊,还用实验来验证。
shuiqinghan2012 发表于 2015-9-25 13:23 | 显示全部楼层
不错,很实用
duhemayi 发表于 2015-10-5 09:02 | 显示全部楼层
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