三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种操控电流的半导体器材其效果是把弱小信号扩大成起伏值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体根本元器材之一,具有电流扩大效果,是电子电路的中心元件。三极管是在一块半导体基片上制造两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分红三部分,中心部分是基区,两边部分是发射区和集电区,摆放方法有PNP和NPN两种。它经常在开关中被运用,下文介绍三极管做开关的常用电路画法及运用误区。
三极管做开关的常用电路一
图一的a 电路用的是NPN管,留意蜂鸣器接在三极管的集电极,驱动信号可所以常见的3.3V或许5VTTL,高电平注册,电阻依照经历法能够取4.7K。例如a电路,注册时假设为高电平5V,基极电流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA,能够使三极管彻底饱满。b 电路用的是PNP管,相同把蜂鸣器接在三极管的集电极,不同的是驱动信号是5V的TTL电平。以上这两个都能够正常作业,只需PWM驱动信号作业在适宜的频率,蜂鸣器(有源)都会宣布最大的声响。
图一
三极管做开关的常用电路二
图一的a 电路用的是NPN管,留意蜂鸣器接在三极管的集电极,驱动信号可所以常见的3.3V或许5VTTL,高电平注册,电阻依照经历法能够取4.7K。例如a电路,注册时假设为高电平5V,基极电流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA,能够使三极管彻底饱满。b 电路用的是PNP管,相同把蜂鸣器接在三极管的集电极,不同的是驱动信号是5V的TTL电平。以上这两个都能够正常作业,只需PWM驱动信号作业在适宜的频率,蜂鸣器(有源)都会宣布最大的声响。
图二
三极管做开关的运用误区
咱们再来看图三这两个电路。驱动信号为3.3VTTL电平,而被驱动器材注册电压需求5V。在3.3V的MCU电路中,不小心的话很简单就规划出这两种电路,而这两种电路都是过错的。先剖析e电路,这是典型的“发射极正偏,集电极反偏”的扩大电路,或许叫射极输出器。当PWM信号为3.3V时,三极管发射极电压为3.3V-0.7V = 2.6V,无法到达希望的5V。图三f电路也是一个很失利的电路,首要这个电路注册是没有问题的,当驱动信号为低电平时,被驱动器材能够正常动作。可是这个电路是无法关断的,当驱动信号PWM为3.3V高电平的时分,Ube = 5V – 3.3V = 1.7V仍然能够使三极管注册,所以无法关断。在这里,有人会说用过这个电路,没有问题啊,并且MCU的电压也是3.3V。我说你用的肯定是OD(开漏)驱动方法,并且是真实的OD或许是5V忍受的OD,比方STM32的许多IO口都能够设置为5V忍受的OD驱动方法(可是有些是不可的)。当驱动信号为OD门驱动方法时,输出高电平,信号就变成了高阻态,流过基极的电流为零,三极管能够有用关断,这个时分f电路仍然有用。
图三
三极管做开关的最优电路
图四
归纳以上几种电路的状况剖析,得到图四这两种个人认为是最优的驱动电路,与图一不同的是,图四在基极与发射极之间多加了一个100K的电阻,这个电阻也是有必定效果的,能够让三极管有一个已知的默许状况。当输入信号去除的时分,三极管还处于关断状况。在安全和安稳的方面考虑,多加的这个电阻仍是很有必要的,或许说能够让三极管作业在更好的开关状况。