通俗易懂的講解三極管以及相關(guān)電路分享
在電子元器件的種類中,三極管是非常重要的一種基本元件,當(dāng)然也是用的最多的元件,對它的了解真的很有必要。首先三極管有三個工作狀態(tài):截止,放大,飽和;其中放大是最常用也是最重要的部分,放大狀態(tài)很有學(xué)問也很復(fù)雜,多見于集成芯片,比如運(yùn)放等,暫時不做詳細(xì)的討論;三極管更多的是當(dāng)做一個開關(guān)來使用,也就是只用截止和飽和兩種狀態(tài)。
截止?fàn)顟B(tài),也就是三極管不通,即"開關(guān)"處于關(guān)閉狀態(tài);飽和狀態(tài),也就是三極管導(dǎo)通,即"開關(guān)"處于打開狀態(tài);Ib≥1mA時,完全可以保證三極管工作在飽和狀態(tài),對于小功率的三極管此時Ic為幾十到幾百mA,驅(qū)動繼電器,蜂鳴器等功率器件綽綽有余。
為了更簡單的理解,我們通過圖文和講解的方式來呈現(xiàn);如下圖:
此圖中是NPN管,按下S1,約1mA的Ib流過箭頭,只要Vbe的電壓約0.6V~0.7V,三極管工作在飽和狀態(tài),那么c到e可以完全導(dǎo)通,那么c端電壓接近0V,負(fù)載RL兩端電壓接近5V。Ib和Ic電流都是流入e端的。
下面講解PNP管,如下圖:
如上圖的PNP管中,按下S2,約1mA的Ib流過箭頭,只要Veb端電壓約0.6V~0.7V,三極管工作在飽和狀態(tài),e到c能完全導(dǎo)通,c端電壓接近5V,負(fù)載RL兩端的壓降接近5V。Ib和Ic的電流都是流出e端的。
對于NPN管,應(yīng)在b極加一個下拉電阻(2K~10K),一是為了保證b、e極間電容加速放電,加快三極管截止,二是為了保證給b極一個已知的邏輯狀態(tài),防止控制輸入端懸空或高阻態(tài)對三極管工作狀態(tài)的不確定。
對于PNP管,應(yīng)在b極加一個上拉電阻(2K~10K),同上理。
如上圖,對于感性負(fù)載,必須在負(fù)載兩端并一個反向的續(xù)流二極管,三極管在關(guān)斷時,線圈會自感產(chǎn)生很高的反向電動勢,而續(xù)流二極管能提供續(xù)流通路,同時鉗位反向電動勢,防止擊穿三極管。二極管的選型最好是快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管,兩者反應(yīng)迅速。
上圖中,對于控制信號為0V時,可能并不是真正的0V,可能是0點(diǎn)幾V的電壓,為保證三極管完全截止,不得不在三極管b極佳一個反向穩(wěn)壓器或者正向二極管,以提高三極管的導(dǎo)通閾值電壓(鉗位電壓),一般來說,我們常用于OC門輸出,二極管輸出以及延時控制中加這個。通常穩(wěn)壓管正常的工作電流》=1mA。
以上圖中三極管延時導(dǎo)通,快速關(guān)斷的一個仿真電路,D1,R2,C1,D2構(gòu)成了延時導(dǎo)通Q2的回路,C1的電壓為12V的時候Q2導(dǎo)通,R3,Q1,R4,R1構(gòu)成了快速關(guān)斷Q2的回路,C1通過R3和Q1快速放電。
總結(jié):
1)對于NPN三極管,在不考慮三極管的情況下,b極的電阻和下拉電阻的分壓必須大于0.7V,PNP同理。
2)b極電流必須≥1mA可保證三極管處于飽和狀態(tài),此時Ic滿足三極管的最大的驅(qū)動能力。
3)另外,對于三極管的放大倍數(shù)β,指的是輸出電流的驅(qū)動能力放大了β,而不是把輸出電流真正的放大了β。
審核編輯:湯梓紅
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