開關電路
非門電路
低邊開關
基極電阻
高邊開關
與門
或門
H橋
振盪器
三極管開關電路設計的可行性及必要性
可行性:用過三極管的人都清楚,三極管有一個特性,就是有飽和狀態與截止狀態,正是因為有了這兩種狀態,使其應用於開關電路成為可能。
必要性:假設我們在設計一個系統電路中,有些電壓、信號等等需要在系統運行過程中進行切斷,但是又不能通過機械式的方式切斷,此時就只能通過軟件方式處理,這就需要有三極管開關電路作為基礎了。
二、NPN三極管基本開關電路概述
首先我們要清楚當三極管的基極沒有電流時候集電極也沒有電流,三極管處於截止狀態,即斷開;當基極有電流時候將會導致集電極流過更大的放大電流,即進入飽和狀態,相當於關閉。當然基極要有一個符合要求的電壓輸入才能確保三極管進入截止區與飽和區。
PNP三極管基本開關電路概述
三極管用的最多的,其實是開關電路。下面分別介紹PNP型和NPN型的三極管。先說PNP型的三極管,常用的型號有9012,8550等等
截止區:三極體工作在截止狀態,當發射結電壓Ube小於0.6—0.7V的導通電壓,發射結沒有導通集電結處於反向偏置,沒有放大作用。
放大區:三極體的發射極加正向電壓(鍺管約為0.3V,矽管約為0.7V),集電極加反向電壓導通後,Ib控制Ic,Ic與Ib近似於線性關係,在基極加上一個小信號電流,引起集電極大的信號電流輸出。
飽和區:當三極體的集電結電流IC增大到一定程度時,再增大Ib,Ic也不會增大,超出了放大區,進入了飽和區。飽和時,Ic最大,集電極和發射之間的內阻最小,電壓Uce只有0.1V~0.3V,Uce
開關分析:當基極電流的增大,不能使集電極電流繼續增大 時,三極體就進入了飽和狀態。一般判斷三極體是否飽和的準則是:Ib*β〉Ic。進入飽和狀態之後,三極體的集電極跟發射極之間的電壓將很小,可以理解為 一個開關閉合了。
電路分析:當開關被按下的時候,12V的電壓就會流經50K的電位器,電位器的一端,連接在10k電阻的位置,當有電壓過來基極的時候,三極體被導通,三極體導通之後,集電極與發射極,形成了通路,繼電器的線圈K通電,繼電器吸合,常開觸點,變成常閉觸點。
電流放大:三極體的放大作用就是:集電極電流受基極電流的控制(假設電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話),並且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關係:集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極體的放大倍數(β一般遠大於1,例如幾十,幾百)。