三极管开关电路分析及Rb计算13页word

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三极管开关电路分析及Rb计算

三极管开关电路分析及Rb计算

1.输入电压Vin,输入电阻Rin,三极管导通电压取0.6V,三极管电流放大倍数是B,输出电阻(在C极的电阻)是Rout。

这样很好计算了:5V / Rout = A,A /B = C,所以C是你最小的基极电流。

如果你的输入电压Vin也用5V,那么(5 - 0.6)/C = Rin,你就可以选Rin了,为使三极管可靠饱和,选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。

2.先求I先求Ic=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例:已知条件:输入Vi=5V,电源电压Vcc=5V,三极管直流放大系数beta=10.查规格书得,集-射饱和电压Vcesat=0.2V,此时集电极电流Ic=10mA(或其它值),则集电极电阻Rc=(Vcc-Vcesat)/Ic = (5-0.2)/10 = 480 欧。

则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA,基极限流电阻Rb=(Vi-Vbe)/Ib=(5-0.6)/1=4.4K,取为4.2K。

这时要注意,输入高电平为5V是理想情况,有可能在2.5V(输入的一半)以上就为高了,这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够,因此要重新计算。

以2.5V为逻辑电平的阈值来计算,则Rb==(Vi-Vbe)/Ib=(2.5-0.6)/1=1.9K,取为1.8K,或2K。

如何使三极管工作于开关状态?晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。

晶体三极管输出特性三个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。

如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态,就应该使之工作于饱和区;要使晶体三极管工作于开关的断开状态,就应该使之工作于截止区,发射极电流iE=0,这时晶体三极管处于截止状态,相当于开关断开。

集电结加有反向电压,集电极电流iC=ICBO,而基极电流iB=-ICBO。

说明三极管截止时,iB并不是为0,而等于-ICBO。

三极管电路分析

三极管电路分析

本文主要介绍三极管的计算,包括电压增益A 、输入电阻i R 、输出电阻o R ;包括三极管的三种组态:共集、共基、共射的计算。

本文力图让读者在细读完本文后能对三极管的相关计算熟练掌握。

本人刚读研一,考研是考的模电,有一年三极管使用经验。

望以一种怀疑的态度看本文。

本文与其他课本讲述的不同之处,介绍一种直观的方法,而不是画出小信号等效模型的方法来进行各种计算,而且这种方法不需要记忆各种公式,完全直观的看就可以得出结果。

方法的关键在于对BJT 的模型的简化和理解。

三极管的等效模型如图,高频模式的很多参数被忽略,实践上当频率不是特别高时这种模型的精度是足够了的。

图1三极管及其小信号等效模型从模型中可以看出,be 之间是电阻be r ;bc 之间是断开的;ce 之间是电流控制电流源,控制关系如图所示,b c i i ,其中 是常数,由管子决定,b i 为be 之间的电流,也就是流过be r 的电流,它们的电流方向是应特别值得注意的。

图中同样可以得到这个重要关系式:b c b e i i i i 1。

总结一下,简化模型中要用到的几点:(1)be 间电阻是be r ;(2)bc 间开路;(3)ce 间为受控电流源b c i i ;(4)b i 即be i ,c i 即ce i ,注意它们的方向关系;(5) b c b e i i i i 1,一定要主要方向。

另外还需要知道的就是电路的交流通路。

求交流通路也是直观的看,并不画出来。

求交流通路的要点:(1)DD V 是直流电源,没有交流成分,所以是交流地,所以分析交流通路时,接电源和接地是一个效果。

(2)电容短路,除非特别说明,所有电容对交流短路。

(3)信号中的直流成分被忽略,只考虑交流部分。

例如:cebcbi图2三极管基本电路图3图2中电路的交流通路分析如下:C2短路,c R 接地,则c R 和L R 并联接地。

1b R 接电源相当于接地,则1b R 和2b R 并联接地。

三极管开关电路图原理及设计详解

三极管开关电路图原理及设计详解

三极管开关电路图原理及设计详解晶体管开关电路(工作在饱和态)在现代电路设计应用中屡见不鲜,经典的74LS,74ALS等集成电路内部都使用了晶体管开关电路,只是驱动能力一般而已。

TTL晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路;按晶体管连接方式分为发射极接地(PNP晶体管发射极接电源)和射级跟随开关电路。

1. 发射极接地开关电路1.1 NPN型和PNP型基本开关原理图:上面的基本电路离实际设计电路还有些距离:由于晶体管基极电荷存储积累效应使晶体管从导通到断开有一个过渡过程(当晶体管断开时,由于R1的存在,减慢了基极电荷的释放,所以Ic不会马上变为零)。

也就是说发射极接地型开关电路存在关断时间,不能直接应用于中高频开关。

1.2 实用的NPN型和PNP型开关原理图1(添加加速电容):解释:当晶体管突然导通(IN信号突然发生跳变),C1瞬间短路,为三极管快速提供基极电流,这样加速了晶体管的导通。

当晶体管突然关断(IN信号突然发生跳变),C1也瞬间导通,为卸放基极电荷提供一条低阻通道,这样加速了晶体管的关断。

C通常取值几十到几百皮法。

电路中R2是为了保证没有IN输入高电平时三极管保持关断状态;R4是为了保证没有IN输入低电平时三极管保持关断状态。

R1和R3是基极电流限流用。

1.3 实用的NPN型开关原理图2(消特基二极管钳位):解释:由于消特基二极管Vf为0.2至0.4V比Vbe小,所以当晶体管导通后大部分的基极电流是从二极管然后通过三极管到地的,这样流到三极管基极的电流就很小,积累起来的电荷也少,当晶体管关断(IN信号突然发生跳变)时需要卸放的电荷少,关断自然就快。

1.4 实际电路设计在实际电路设计中需要考虑三极管Vceo,Vcbo等满足耐压,三极管满足集电极功耗;通过负载电流和hfe(取三极管最小hfe来计算)计算基极电阻(要为基极电流留0.5至1倍的余量)。

注意消特基二极管反向耐压。

三极管开关电路设计三极管除了可以当做交流信号放大器之外,也可以做为开关之用。

三极管常用应用电路及分析

三极管常用应用电路及分析

三极管常用应用电路及分析三极管是一种常见的电子器件,具有放大和开关功能。

在电子领域中,三极管有着广泛的应用,例如放大电路、开关电路和振荡电路等。

下面我将详细介绍三极管的常用应用电路及其分析。

首先,我们来介绍三极管的放大电路应用。

放大电路可以放大输入信号的幅值,并输出一个放大后的信号。

三极管可以作为放大器的关键部件,用于放大音频信号和射频信号等。

常见的三极管放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。

共射放大电路是最常见的三极管放大电路之一。

在共射放大电路中,三极管的发射极作为输入端,基极作为控制端,集电极作为输出端。

输入信号被施加在发射极上,通过基极到地的电阻进行偏置。

当输入信号引发了一定的输入电流时,三极管将放大这个电流,并通过负载电阻输出放大后的信号。

共射放大电路具有较大的增益、较低的输出阻抗和较高的输入阻抗,可用于音频放大和功率放大等应用。

共基放大电路是另一种常见的三极管放大电路。

在共基放大电路中,三极管的基极作为输入端,发射极作为控制端,集电极作为输出端。

输入信号直接施加在基极上,通过发射极到地的电阻进行偏置。

当输入信号引发了一定的输入电流时,三极管将放大这个电流,并从集电极输出放大后的信号。

共基放大电路具有较低的输入阻抗、较大的电流放大倍数和较小的输出阻抗,常用于射频放大等应用。

共集放大电路是三极管放大电路的另一个常见形式。

在共集放大电路中,三极管的集电极作为输入端,基极作为控制端,发射极作为输出端。

输入信号通过集电极到地的电阻进行偏置,并施加在集电极上。

当输入信号引发了一定的电流时,三极管将放大这个电流,并通过基极到地的电阻将放大后的信号输出。

共集放大电路具有较大的输入阻抗、较大的输出电流和较小的输出阻抗,可用于阻抗匹配和信号隔离等应用。

接下来,我们来介绍三极管的开关电路应用。

开关电路可以将输入信号转换为输出信号,常用于数字电路和计算机器件等。

三极管开关电路可以实现高频开关功能,用于模拟开关电路和数字电路的设计中。

三极管开关电路设计

三极管开关电路设计

三极管开关电路设计三极管是一种常用的电子器件,在电路设计中起着重要作用。

在设计开关电路时,三极管也可以用来实现信号放大和信号切换的功能。

本文将从开关电路的基本原理、三极管的工作原理和开关电路的设计要点几个方面进行详细介绍,以期帮助读者正确理解开关电路的设计原则和方法。

一、开关电路的基本原理开关电路是一种可以将电流或电压切换的电路,它通常由电源、开关和负载三部分组成。

当开关处于打开状态时,电流或电压可以通过负载,从而完成电路的通路;当开关处于关闭状态时,电流或电压无法通过负载,从而切断电路。

可以通过对开关的控制,实现电路的开关动作。

二、三极管的工作原理三极管是一种受控器件,它包含三个电极:发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。

三极管的工作原理可以用两个PN结的导电性改变来解释。

当在基极-发射极间施加正向电压时,PN结的导电性将会改变,从而使电流从基极流向发射极。

这时,三极管处于饱和区,可以将电流从集电极流向负载,起到放大信号的作用。

当在基极-发射极间施加反向电压时,PN结间的阻断作用使得三极管不导电,这时,三极管处于截止区,电流无法从集电极流向负载,起到切断信号的作用。

三、开关电路设计要点1.选择适当的三极管。

在设计开关电路时,应根据实际需求选择适当的三极管。

一般来说,NPN型三极管适用于负载为正电压的电路,PNP型三极管适用于负载为负电压的电路。

此外,还需考虑三极管的最大功耗和最大电流等参数。

2.设置合适的电阻。

在三极管的基极和发射极之间设置一个合适的电阻,可以限制三极管的基极电流,避免损坏。

电阻的数值可以通过欧姆定律计算得出。

3.设置合适的输入信号电平。

在应用中,要合理设置输入信号的电平,以保证三极管工作在合适的工作区间。

若输入信号电平过低,可能无法使三极管完全饱和,导致开关电路不能正常工作;若输入信号电平过高,可能导致三极管工作在超过其额定电流和功耗的极限,从而缩短其使用寿命。

三极管的工作原理及开关电路

三极管的工作原理及开关电路

三极管的工作原理三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。

分成NPN和PNP 两种。

我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管。

如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。

这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。

三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic 很大的变化。

如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。

我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。

二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。

这有几个原因。

首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。

当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。

但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。

如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。

三极管开关电路分析及Rb计算

三极管开关电路分析及Rb计算

1.输入电压V‎i n,输入电阻R‎i n,三极管导通‎电压取0.6V,三极管电流‎放大倍数是‎B,输出电阻(在C极的电‎阻)是Rout‎。

这样很好计‎算了:5V / Rout = A,A /B = C,所以C是你‎最小的基极‎电流。

如果你的输‎入电压Vi‎n也用5V‎,那么(5 - 0.6)/C = Rin,你就可以选‎R in了,为使三极管‎可靠饱和,选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了‎。

2.先求I先求‎I c=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻R‎b=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻R‎b=(Vb-Vbe)/Ib举例:已知条件:输入Vi=5V,电源电压V‎c c=5V,三极管直流‎放大系数b‎e ta=10.查规格书得‎,集-射饱和电压‎V cesa‎t=0.2V,此时集电极‎电流Ic=10mA(或其它值),则集电极电‎阻Rc=(Vcc-Vcesa‎t)/Ic = (5-0.2)/10 = 480 欧。

则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA,基极限流电‎阻Rb=(Vi-Vbe)/Ib=(5-0.6)/1=4.4K,取为4.2K。

这时要注意‎,输入高电平‎为5V是理‎想情况,有可能在2‎.5V(输入的一半‎)以上就为高‎了,这时我们以‎5V输入而‎得到的基极‎电流很可能‎不够,因此要重新‎计算。

以2.5V 为逻辑‎电平的阈值‎来计算,则Rb==(Vi-Vbe)/Ib=(2.5-0.6)/1=1.9K,取为1.8K,或2K。

如何使三极‎管工作于开‎关状态?晶体三极管‎的实际开关‎特性决定于‎管子的工作‎状态。

晶体三极管‎输出特性三‎个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。

如果要使晶‎体三极管工‎作于开关的‎接通状态,就应该使之‎工作于饱和‎区;要使晶体三‎极管工作于‎开关的断开‎状态,就应该使之‎工作于截止‎区,发射极电流‎iE=0,这时晶体三‎极管处于截‎止状态,相当于开关‎断开。

三极管控制继电器计算公式

三极管控制继电器计算公式

三极管控制继电器计算公式三极管控制继电器电路是一个广泛应用于电子设备中的电路,它通过控制电流的大小来实现对继电器的开关控制。

在实际应用中,为了确保电路的正常工作和继电器的可靠控制,我们需要对三极管的基极电流、集电极电流、电阻值和耗散功率等进行合理计算。

以下是三极管控制继电器计算公式:1.基极电流计算公式:基极电流(Ib)=集电极电流(Ic)/放大倍数(Beta)2.集电极电流计算公式:集电极电流(Ic)=正向电压(VP)/集电极电阻(RC)3.基极电流计算公式(控制信号电压法):基极电流(Ib)= (控制信号电压(VC)-基极-发射极电压降(VBE))/基极电阻(RB)4.发射极电流计算公式:发射极电流(Ie)=基极电流(Ib)×集电极电流(Ic)5.集电极电阻功率计算公式:集电极电阻功率(PRc)=集电极电阻(RC)×集电极电流(Ic)6. 三极管耗散功率计算公式:三极管耗散功率(PQ)=基极电阻(RB)×基极电流(Ib)+集电极电阻(RC)×集电极电流(Ic)在实际应用中,根据电路的具体参数和设计要求,可以利用这些计算公式来调整三极管的基极电阻、集电极电阻以及其他相关参数,从而实现对继电器的精确控制。

此外,为了提高电路的稳定性和反应速度,我们还可以在继电器线圈两端并联一个续流二极管,并在基极-发射极之间添加抗干扰滤波电容。

这些措施可以有效抑制电磁干扰,降低开关饱和度限流电阻值,提高电路的工作效率。

总之,在设计三极管控制继电器电路时,我们需要根据实际需求和电路参数,合理选择和计算各个元件的数值,以确保电路的正常工作和继电器的可靠控制。

通过以上计算公式和实际应用经验,我们可以更好地理解和掌握三极管控制继电器电路的设计方法。

三极管开关电路的工作状态分析,快速判断,以及计算方法!

三极管开关电路的工作状态分析,快速判断,以及计算方法!

三极管开关电路的工作状态分析,快速判断,以及计算方法!一、三极管的工作状态分析三极管有三个工作区域,分别是:截止区:基极电压小于开启电压(0.6~0.7V)或基极电路小于开启电流,供应不足;饱和区:注入基极的电流不断聚集,超过了需求量,供大于求;放大区:介于截止和饱和区之间的一个阶段,注入基极的电流不断上升,对应的集电极电流成比例(三极管的放大倍数)增加,供需平衡。

图1.1、典型的NPN三极管开关电路如图1.1,三极管的放大倍数为A,则Ic=A*Ib,然后Vout=Vcc-Ic*R3。

当Ib持续增加,Ic会成比例(A*Ib)增加,然后Vout=(Vcc-Ic*R3)会持续地减小,此时三极管处于放大区。

显然,Vout的减小是有一个下限的,这个下限是三极管的Vce的饱和值(Vce_sat),一般在0.2V 左右。

总之,Ib增大到一定数值之后,Ic不会再增加,Vout会被限制在Vce_sat处,此时三极管处于饱和区。

当三极管可以在饱和区和截止区之间自由切换,那么这个三极管电路可以作为一个数字开关来使用。

图 1.1,是一个典型的三极管开关电路,R1=20Kohm,R2=10Kohm,R3=10Kohm,U1=BC847C。

图1.2、典型的NPN三极管开关电路基于图1.2,为了测试开关电路的开关特性,在输入端注入三角波,然后可以得到其中的控制逻辑关系如图1.3所示。

图1.3、三极管开关电路的逻辑关系如果将R1由20Kohm增大到150Kohm,电路的特性发生了很大变化,虽然还能实现开关,但是开关过程已经变得不再干脆,显得“粘滞”。

图1.4、增大R1=150Kohm之后的三极管电路继续增大R1至160Kohm之后,情况进一步恶化,已经无法达到开关的目的了,如图1.5所示。

图1.5、增大R1=160Kohm之后的三极管电路由此可见,R1就像一个阀门,如果三极管的目的是被用作数字开关使用,那么阀门的开口必须足够大。

三极管开关电路设计(电路结构、参数计算)

三极管开关电路设计(电路结构、参数计算)

三极管开关电路设计(电路结构、参数计算)电路结构如图1所示,三极管(开关电路)基本结构由基极电阻,集电极电阻(负载)组成。

图1 三极管开关电路基本结构有些人设计的开关电路就没有基极电阻,有可能不是他不知道这种电路结构,而是他不会调参数,不管怎么改变Rb,始终电路都没有进入饱和区,最后将Rb短接后发现电路正常了,导致他认为这样电路是可以用的。

事实上,没有基极电阻,如果说是(单片机)的IO口接的控制引脚,那么单片机(工程师)控制单片机IO口输出高电平的时候,IO口上的电压只有0.7V左右。

那是由于单片机IO口的(电流)只有10mA左右,不能给三极管提供足够大大的电流,以至于拉低电压至三极管b、e之间的导通电压0.7V左右。

当给三极管基极能够提供足够电流,而控制电压大于三极管b、e之间电压极限电压的时候就会烧坏三极管,如果没有大于它的极限电压,但是电流很大,时间久了就会导致三极管热损坏。

所以只有设置合适的基极电阻才能保证电路的可靠性。

该电路存在一个问题,就是控制端没有接任何东西就会出现高阻状态,三极管的工作状态是不确定的。

为了安全起见,没有对三极管进行控制的时候,应该让三极管工作在截止区,要想NPN型三极管截止,Ib就要很小,可以选择在三极管基极接一个下拉电阻,如图2所示。

取值是要远大于(10倍以上)Rb的,这样才能下拉电阻不影响对三极管的控制。

我我个人的取值习惯是100K。

图2 带下拉电阻的开关电路如果我们想驱动无源蜂鸣器,那么就要在控制端输入一个方波(信号)进行控制,这时候就需要三极管进行快速切换,想加快三极管切换速度就要如图3所示,在Rb上并联一个加速(电容)。

图3 带加速电容的三极管开关电路其原理是,电容两端的电压不能发生突变,那么控制端给一个高电平的瞬间,电容可以视为短路,此时的电流最大,因此加快了三极管的导通速度,这个暂态过程很快就结束了,电容充电完成后进入了稳态,电容就形如开路,而不影响电路的正常工作。

干货分享 三种常用的三极管开关电路总结

干货分享 三种常用的三极管开关电路总结

干货分享三种常用的三极管开关电路总结
三极管开关电路作为工程师们平时最长应用的电路系统之一,具有设计简单、应用范围广泛等特点,对于很多新人工程师而言,掌握了三极管开关电路的相关设计知识,对于日后的产品设计和研发调试都有很大的帮助。

在今天的文章中,小编为大家总结了三种常用的三极管开关电路图,下面就让我们一起来看看吧。

 灵敏光控三极管开关电路
 图1
 上图中,图1所展示的是一种常见的三极管开关电路,这一电路也被称为灵敏光控光敏电路。

这一电路系统在设计时主要采用了达林顿型光敏三极管作敏感元件,所以对弱光较敏感。

该电路适用于对反射光信号的检测。

在图1所示电路中,其工作原理是当达林顿型光敏管受到光照后,其内阻减小,使2脚电位下降,当降为(1/3)Vcc时,3脚输出高电平,此时继电器释放。

 光控电位器三极管电路
 图2
 上图中,图2所展示的是一种常用的光控电位器三极管电路,在这一电路系统中主要使用光敏三极管作为主要元件。

当使用激光笔做光源照射光敏管VT1时,沟道电阻减小,音量提高。

若照射VT2,则音量降低,从而实现了。

三极管开关电路三极管开关电路

三极管开关电路三极管开关电路

三极管开关电路-三极管开关电路三极管开关电路三极管除了可以当做交流信号放大器之外,也可以做为开关之用。

严格说起来,三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同,但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。

图1所示,即为三极管电子开关的基本电路图。

由下图可知,负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间,而位居三极管主电流的回路上。

输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作,当三极管呈开启状态时,负载电流便被阻断,反之,当三极管呈闭合状态时,电流便可以流通。

详细的说,当Vin为低电压时,由于基极没有电流,因此集电极亦无电流,致使连接于集电极端的负载亦没有电流,而相当于开关的开启,此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。

同理,当Vin为高电压时,由于有基极电流流动,因此使集电极流过更大的放大电流,因此负载回路便被导通,而相当于开关的闭合,此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。

一、三极管开关电路的分析设计由于对硅三极管而言,其基射极接面之正向偏压值约为伏特,因此欲使三极管截止,Vin必须低于伏特,以使三极管的基极电流为零。

通常在设计时,为了可以更确定三极管必处于截止状态起见,往往使Vin值低于伏特。

(838电子资源)当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。

欲将电流传送到负载上,则三极管的集电极与射极必须短路,就像机械开关的闭合动作一样。

欲如此就必须使Vin达到够高的准位,以驱动三极管使其进入饱和工作区工作,三极管呈饱和状态时,集电极电流相当大,几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上,如此则VcE 便接近于0,而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。

在理想状况下,根据奥姆定律三极管呈饱和时,其集电极电流应该为﹕因此,基极电流最少应为:上式表出了IC和IB之间的基本关系,式中的β值代表三极管的直流电流增益,对某些三极管而言,其交流β值和直流β值之间,有着甚大的差异。

三极管的开关等效电路

三极管的开关等效电路

02
三极管开关等效电路的参 数分析
输入电阻
输入电阻:指三极管输入端的等效电阻,它反映了三极 管对输入信号的阻碍作用。
在放大状态下,输入电阻通常较大,而在饱和或截止状 态下,输入电阻较小。
输入电阻的大小取决于三极管的材料、结构以及工作状 态。
输入电阻的大小对电路的性能和稳定性有重要影响。
输出电阻
01
输出电阻:指三极管输 出端的等效电阻,它反 映了三极管输出信号的 负载能力。
02
输出电阻的大小也取决 于三极管的材料、结构 以及工作状态。
03
在放大状态下,输出电 阻通常较小,而在饱和 或截止状态下,输出电 阻较大。
04
输出电阻的大小对电路 的输出信号幅度和稳定 性有重要影响。
开关时间
开关时间:指三极管从饱和状 态到截止状态,或从截止状态 到饱和状态转换所需的时间。
工艺改进
随着微电子制造工艺的不断发展,新型工艺技术如纳米加工、薄膜工艺等被应用于三极管制造中。这些新工艺能 够实现更精细的器件结构,提高三极管的开关速度和集成度,进一步优化三极管开关等效电路的性能。
三极管开关等效电路的应用拓展
通信领域
三极管开关等效电路在通信领域具有广泛应用,如无线通信、卫星通信等。随着5G、6G通信技术的发展,对高速、 高频、低功耗的电子器件需求增加,三极管开关等效电路将发挥重要作用。
三极管的开关控制精度受限于其制造工艺和 材料特性,难以实现高精度的控制。
可靠性问题
三极管在高温、高湿等恶劣环境下工作的可 靠性较低,容易出现性能退化和失效。
05
三极管开关等效电路的发 展趋势
新型三极管材料的研发
硅基材料
作为传统的半导体材料,硅基材料在三极管制造中占据主导地位。随着技术的进步,硅基材料的性能 不断提升,使得三极管开关等效电路的性能得到优化。

三极管开关电路设计

三极管开关电路设计

三极管开关电路设计下面主要通过使用NPN三极管进行开关电路设计,PNP三极管的开关电路与NPN的类似。

一、三极管开关电路设计的可行性及必要性可行性:用过三极管的人都清楚,三极管有一个特性,就是有饱和状态与截止状态,正是因为有了这两种状态,使其应用于开关电路成为可能。

必要性:假设我们在设计一个系统电路中,有些电压、信号等等需要在系统运行过程中进行切断,但是又不能通过机械式的方式切断,此时就只能通过软件方式处理,这就需要有三极管开关电路作为基础了。

二、三极管基本开关电路概述如下(图.1)就是一个最基本的三极管开关电路,NPN的基极需连接一个基极电阻(R2)、集电极上连接一个负载电阻(R1)首先我们要清楚当三极管的基极没有电流时候集电极也没有电流,三极管处于截止状态,即断开;当基极有电流时候将会导致集电极流过更大的放大电流,即进入饱和状态,相当于关闭。

当然基极要有一个符合要求的电压输入才能确保三极管进入截止区与饱和区。

图.1 NPN基本开关电路三、三极管开关电路设计及分析(1)截止区、饱和区条件1、进入截止区条件:上面提到了要使三级管进入截止区的条件是当基极没有电流时候,但是在什么情况下能达到此要求呢?对硅三极管而言,其基极跟发射极接通的正向偏压约为0.6V,因此欲使三极管截止,基极输入电压(Vin)必须低于0.6V,以使三极管的基极电流为零。

通常在设计时,为了令三极管必定处于截止状态,往往使Vin值低于0.3V。

当然基极输入电压愈接近0V愈能保证三极管必处于截止状态。

2、进入饱和区条件:首先集电极要接一个负载电阻R1,基极要接一个基极电阻R2,如图.1所示。

欲将电流传送到负载上,则三极管的集电极与发射极必须短路。

因此必须使Vin达到足够高的电位,以驱动三极管进入饱和工作区工作。

三极管呈饱和状态时,集电极电流相当大,几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上,如此则Vce便接近于0,而使三极管的集电极和发射极几乎呈短路。

三极管放大电路与开关电路的设计

三极管放大电路与开关电路的设计

三极管放大电路与开关电路的设计这一期中主要聊聊三极管,谈及三极管,但凡学过(模电)的都知道,先学了PN结,然后根据(二极管)单向导通性学的是二极管,紧接着学的就是三极管了。

三极管在模电中常常被用作放大的作用,但是在实际中也常常被用作开关作用,但是很多人在学了三极管后,就没有在实际中接触到三极管,同时也使用的是课本中“理想”的方法分析三极管电路,所以在应用中对三极管就非常“迷”,这一期首先通过课本的方式温习一遍由三极管组成的“共射电路”,然后通过查看datasheet的方式了解三极管的常用(参数),接着通过实际应用的方式,设计三极管放大电路与(开关电路)01基本共射电路结构图26 基本共射电路如图26所示,这是由NPN三极管组成的基本的共射电路,首先一个问题它为什么叫做共射电路?这是由于输入回路由基极和发射极组成,输出回路由集电极和发射极组成,由于发射极是两个回路的公共端,所以称该电路为共射放大电路,同理共基电路、共集电路也是这个原理起名的。

这里就不介绍三极管内部工艺,直接看共射电路常见的题目。

下图所示电路,已知Vcc=15V,β=100,Ube=0.7V。

请问:(1)、Rb=50kΩ时,输出电压Uo为多少?(2)、若T临界饱和,那么Rb至少为多少?图27 共射电路问题(1)首先求得基极(电流):再求得集电极电流:所以(电阻)Rc两端电压为:最后求得输出电压Uo为:那么怎么根据以上信息判断三极管T处于截止、饱和、放大区域呢?可以根据以下结论判断:截止区:发射结电压小于开启电压(反向偏置)且集电极反向偏置(集电结电压大于发射结电压):放大区:发射结正向偏置且集电极反向偏置:饱和区:发射结和集电结处于正向偏置:这里要注意发射结正偏和集电结正偏是不一样的,切勿搞混淆了。

这里三极管的发射结电压Ube=0.7V,集电结电压Uce=2V,所以:所以发射结正向偏置且集电结反向偏置,那么可以判断三极管处于放大区域。

三极管分析与计算

三极管分析与计算

三极管分析与计算三极管是一种常用的电子器件,广泛应用于放大、开关等电路中。

对于三极管的工作原理,分析和计算是很重要的。

本文将从三极管的结构、工作原理以及常见的分析和计算方法等方面进行详细介绍。

一、三极管的结构与工作原理三极管主要由P型半导体和N型半导体构成的PNP或NPN型结构。

PNP型三极管的结构由基区、集电极、发射极三个区域构成。

其中,基区为N型半导体,集电极为P型半导体,发射极仍为N型半导体。

NPN 型三极管的结构则和PNP型相反。

三极管的工作原理基于P-N结的导电性和P-N结的正向反向特性。

当三极管的发射极与基极之间施加正向电压时,使得P-N结正偏,弃正(多子扩散)层变窄,P-N结表面局部增加少子,形成妨碍扩散层变窄的电流峰。

正向电流峰的形成使得从集电极至发射极的电流增加,因此三极管处于放大状态。

二、三极管的分析与计算方法静态工作点即三极管在没有外部信号作用下的工作状态。

通过分析静态工作点,可以确定三极管是否正常工作以及其工作状态是否达到要求。

首先,需要确定三极管电流放大倍数β与静态工作点的电流ICQ。

其中,β为三极管的参数,ICQ为静态工作点的电流。

根据电路参数和要求,可以通过计算得出ICQ。

交流放大器是三极管的一种常见应用。

其通过将输入信号与恒定偏置电压相耦合来放大交流信号。

分析和计算交流放大器的输入电阻、输出电阻、电压放大倍数等参数,需要通过分析交流特性、输入电阻、输出电阻的公式和计算方法来求解。

三极管还广泛应用于开关电路中,通过改变基极电压控制开关状态。

在开关电路的分析和计算中,需要确定三极管的饱和区和截止区的工作状态,通过计算基极电压与发射极电压之间的关系以及电流增益等参数。

三、三极管分析与计算的应用1.放大电路通过分析和计算三极管的参数和工作状态,可以设计出满足要求的放大电路,如音频放大器、射频放大器等。

2.开关电路利用三极管的开关特性,可以设计出各种开关电路,如定时器、计数器、触发器等。

三极管开关电路三极管开关电路

三极管开关电路三极管开关电路

三极管开关电路-三极管开关电路三极管开关电路三极管除了可以当做交流信号放大器之外,也可以做为开关之用。

严格说起来,三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同,但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。

图1所示,即为三极管电子开关的基本电路图。

由下图可知,负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间,而位居三极管主电流的回路上。

输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作,当三极管呈开启状态时,负载电流便被阻断,反之,当三极管呈闭合状态时,电流便可以流通。

详细的说,当Vin为低电压时,由于基极没有电流,因此集电极亦无电流,致使连接于集电极端的负载亦没有电流,而相当于开关的开启,此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。

同理,当Vin为高电压时,由于有基极电流流动,因此使集电极流过更大的放大电流,因此负载回路便被导通,而相当于开关的闭合,此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。

一、三极管开关电路的分析设计由于对硅三极管而言,其基射极接面之正向偏压值约为伏特,因此欲使三极管截止,Vin必须低于伏特,以使三极管的基极电流为零。

通常在设计时,为了可以更确定三极管必处于截止状态起见,往往使Vin值低于伏特。

(838电子资源)当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。

欲将电流传送到负载上,则三极管的集电极与射极必须短路,就像机械开关的闭合动作一样。

欲如此就必须使Vin达到够高的准位,以驱动三极管使其进入饱和工作区工作,三极管呈饱和状态时,集电极电流相当大,几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上,如此则VcE 便接近于0,而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。

在理想状况下,根据奥姆定律三极管呈饱和时,其集电极电流应该为﹕因此,基极电流最少应为:上式表出了IC和IB之间的基本关系,式中的β值代表三极管的直流电流增益,对某些三极管而言,其交流β值和直流β值之间,有着甚大的差异。

三极管开关电路分析及Rb计算

三极管开关电路分析及Rb计算

1.输入电压Vin,输入电阻Rin,三极管导通电压取0.6V,三极管电流放大倍数是B,输出电阻(在C极的电阻)是Rout。

这样很好计算了:5V / Rout = A,A /B = C,所以C是你最小的基极电流。

如果你的输入电压Vin也用5V,那么(5 - 0.6)/C = Rin,你就可以选Rin了,为使三极管可靠饱和,选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。

2.先求I先求Ic=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例:已知条件:输入Vi=5V,电源电压Vcc=5V,三极管直流放大系数beta=10.查规格书得,集-射饱和电压Vcesat=0.2V,此时集电极电流Ic=10mA(或其它值),则集电极电阻Rc=(Vcc-Vcesat)/Ic = (5-0.2)/10 = 480 欧。

则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA,基极限流电阻Rb=(Vi-Vbe)/Ib=(5-0.6)/1=4.4K,取为4.2K。

这时要注意,输入高电平为5V是理想情况,有可能在2.5V(输入的一半)以上就为高了,这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够,因此要重新计算。

以2.5V为逻辑电平的阈值来计算,则Rb==(Vi-Vbe)/Ib=(2.5-0.6)/1=1.9K,取为1.8K,或2K。

如何使三极管工作于开关状态??如何使三极管工作于开关状态晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。

晶体三极管输出特性三个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。

如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态,就应该使之工作于饱和区;要使晶体三极管工作于开关的断开状态,就应该使之工作于截止区,发射极电流iE=0,这时晶体三极管处于截止状态,相当于开关断开。

集电结加有反向电压,集电极电流iC=ICBO,而基极电流iB=-ICBO。

三极管开关电路详解

三极管开关电路详解

一三极管只做开关作用,不需要调整输出电压。

驱动功率大的设备。

也不是很大,1A就行。

哪种方法能最大利用三极管效率,哪种方法三极管发热最小?用补充的驱动好不好?R选多少合适?还有别的好办法吗?负载是电磁阀。

答:1、特点不同,要看前后级的关系,第一种是跟随输出,输入阻抗高,输出阻抗小,当前级是高压小电流的时候好,并且输出电压是受控前级电压,可做限幅开关,输出是电压源。

第二种是反向共射集电极输出,适合前级是低压大电流,输出是阻抗高,也是电流源,当负载变化时,电流不变。

如果前级是低阻,如TTL,适合第二种。

补充的电路是二者的结合,光耦的漏电流容易被放大,所以要加R大约2K左右(看光耦的参数),如是继电器线圈,当释放电压低时,容易误动作,电流优点是可给线圈提快速建立电压。

本例中如是继电器,属电流驱动,最好用集电极输出,但也要有R。

补充:你是驱动电磁阀啊,又要晶体管功耗低,补充的驱动管子压降很大,只能是第二种,把阀接到集电极上,并且1A的驱动电流要再加一级组成复合管2、第二种更好,这表现在两个方面:首先,三极管的集电结比发射结更结实不易损坏,所以一般用集电极作为功率输出端;其次,用共发射极放大器可以利用的电源电压幅度为电源电压-0.3V(集电结饱和电压),而用射极跟随器可以利用的电源电压幅度为电源电压-0.3V-0.7V(集电结饱和电压和发射结导通电压),显然前者对电源利用的效率更高。

建议你采用第二种,集电器输出方式的电路负载特性好,很多自控图纸中多是把继电器的线圈作为集电极负载。

无基流时,集电极几乎无电流。

再者,集电极输出的动态特性好二利用三极管饱和导通和截止的的特性,本身就可以实现接通和断开的功能,但由于它的带载功率有限,所以需配继电器扩流,并且可以扩充触点的数量,该电路是PNP三极管,所以采用集电极接低电平方式输出,P37为上拉电阻,当基极没有输入脉冲或电压时,基极为高电平,因为这是反极性三极管,所以平时是截止的,只有基极输入低电平,降低基极电压,这时三极管导通,继电器线圈得电吸合,原常闭触点断开,常开触点吸合,完成设备的接通与断开功能。

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1.输入电压Vin,输入电阻Rin,三极管导通电压取0.6V,三极管电流放大倍数是B,输出电阻(在C极的电阻)是Rout。

这样很好计算了:5V / Rout = A,A /B = C,所以C是你最小的基极电流。

如果你的输入电压Vin也用5V,那么(5 - 0.6)/C = Rin,你就可以选Rin了,为使三极管可靠饱和,选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。

2.先求I先求Ic=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib c=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例:已知条件:输入Vi=5V,电源电压Vcc=5V,三极管直流放大系数beta=10. 查规格书得,集-射饱和电压Vcesat=0.2V,此时集电极电流Ic=10mA(或其它值),则集电极电阻Rc=(Vcc-Vcesat)/Ic = (5-0.2)/10 = 480 欧。

则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA,基极限流电阻Rb=(Vi-Vbe)/Ib=(5-0.6)/1=4.4K,取为4.2K。

这时要注意,输入高电平为5V是理想情况,有可能在2.5V(输入的一半)以上就为高了,这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够,因此要重新计算。

以2.5V为逻辑电平的阈值来计算,则Rb==(Vi-Vbe)/Ib=(2.5-0.6)/1=1.9K,取为1.8K,或2K。

如何使三极管工作于开关状态?晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。

晶体三极管输出特性三个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。

如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态,就应该使之工作于饱和区;要使晶体三极管工作于开关的断开状态,就应该使之工作于截止区,发射极电流iE=0,这时晶体三极管处于截止状态,相当于开关断开。

集电结加有反向电压,集电极电流iC=ICBO,而基极电流iB=-ICBO。

说明三极管截止时,iB并不是为0,而等于-ICBO。

基极开路时,外加电源电压VCC使集电结反向偏置,发射结正向偏置晶体三极管基极电流iB=0时,晶体管并未进入截止状态,这时iE=iC =ICEO还是较大的。

晶体管进入截止状态,晶体管基极与发射极之间加反向电压,这时只存在集电极反向饱和电流ICBO,iB =-ICBO,iE=0,为临界截止状态。

进一步加大基极电压的绝对值,当大于VBO时,发射结处于反向偏置而截止,流过发射结的电流为反向饱和电流IEBO,这时晶体管进入截止状态iB = -(ICBO+ IEBO),iC= ICBO。

发射结外加正向电压不断升高,集电极电流不断增加。

同时基极电流也增加,随着基极电流iB 的增加基极电位vB升高,而随着集电极电流iC的增加,集电极电位vC却下降。

当基极电流iB增大到一定值时,将出现vBE =vCE的情况。

这时集电结为零偏,晶体管出现临界饱和。

如果进一步增大iB ,iB增大,使得集电结由零偏变为正向偏置,集电结位垒降低,集电区电子也将注入基区,从而使集电极电流iC随基极电流iB的增大而增大的速度减小。

这时在基区存储大量多余电子-空穴对,当iB继续增大时,iC基本维持不变,即iB失去对iC的控制作用,或者说这时晶体管的放大能力大大减弱了。

这时称晶体管工作于饱和状态。

一般地说,在饱和状态时饱和压降VBE(sat)近似等于0.7V,VCE(sat)近似等于0.3V。

由图4.2.1(a)可看出,集电极电流iC的增加受外电路的限制。

由电路可得出iC的最大值为ICM= VCC/ RC。

晶体管进入饱和状态,基极电流增大,集电极电流变化很小,即iC=ICS=(VCC-VBE(sat))/RC晶体管处于临界饱和时的基极电流为IBS=ICS/β=(VCC-VBE(sat))/βRC基极电阻增大,驱动电流不足,特别是晶体管从放大区进入饱和区时时间太长,开关晶体管发热烧坏,因此此电阻的计算为:Rb《=Hfe*(Vb-0.7)/Icm在简易自动控制电路中,将介绍一些模拟实验电路,利用一些物理现象产生的力、热、声、光、电信号,实现自动控制,以达到某种控制效果。

磁控和热控电路在磁力自动控制电路中,传感元件是干簧管,当磁铁靠近时,常开触点闭合而接通传感电路,完成位置传感作用。

能不能用干簧管开关直接控制电动机的转与停呢?玩具电动机是常用的动力装置,它能够把电能转换为机械能,可用于小电风扇转动、小离心水泵抽水等执行功能。

通常玩具直流电动机工作电压低,虽然在1.5~3V就可以启动,但起动电流较大(1~2安培),如果用触点负荷仅为几十毫安的干簧管进行开关控制,将大大缩短其使用寿命。

因此,在自动控制电路中,常使用电子开关来控制电动机的工作状态。

三极管电子开关电路见图1 。

由开关三极管VT,玩具电动机M,控制开关S,基极限流电阻器R和电源GB组成。

VT采用NPN型小功率硅管8050,其集电极最大允许电流ICM可达1.5A,以满足电动机起动电流的要求。

M选用工作电压为3V的小型直流电动机,对应电源GB亦为3V 。

VT基极限流电阻器R如何确定呢?根据三极管的电流分配作用,在基极输入一个较弱的电流IB,就可以控制集电极电流IC有较强的变化。

假设VT 电流放大系数hfe≈250,电动机起动时的集电极电流IC=1.5A,经过计算,为使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。

在图1电路中,电动机空载时运转电流约为500mA,此时电源(用两节5号电池供电)电压降至2.4V,VT基极-发射极之间电压VBE≈0.9V。

根据欧姆定律,VT 基极限流电阻器的电阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ。

考虑到VT在IC较大时,hfe要减小,电阻值R还要小一些,实取100Ω。

为使电动机更可靠地启动,R甚至可减少到51Ω。

在调试电路时,接通控制开关S,电动机应能自行启动,测量VT集电极—发射极之间电压VCE≤0.35V,说明三极管已饱和导通,三极管开关电路工作正常,否则会使VT过热而损坏。

自动灭火的热量自动控制电路见图2。

该电路是将图1中的控制开关S 换成双金属复片开关ST,就成为热控电路了。

当蜡烛火焰烧烤到双金属复片时,复片趋于伸直状态,使得开关ST接通,电动机启动,带动小风扇叶片旋转,对准蜡烛吹风,自动将火焰熄灭;当双金属片冷却后,开关断开,小电风扇自动停转,完成了自动灭火的程序。

自动停车的磁力自动控制电路见图3。

开启电源开关S,玩具车启动,行驶到接进磁铁时,安装在VT基极与发射极之间的干簧管SQ闭合,将基极偏置电流短路,VT截止,电动机停止转动,保护了电动机及避免大电流放电。

光电控制电路在光电自动控制电路中,可以选用光敏电阻器做为光电传感元件。

能否将光敏电阻器直接接入图1控制开关S的位置呢?通常光敏电阻器,例如MG45有光照射时的亮阻2~10kΩ,远大于偏置电阻器R的电阻值,显然不能产生维持VT饱和导通所需强度的基极电流。

因此,需要先用一支三极管进行电流放大,再驱动开关三极管工作。

光电自动控制电路见图4。

VT1和VT2接成类似复合管电路形式,VT1的发射极电流也是VT2的基极电流,R2既是VT1的负载电阻器又是VT2的基极限流电阻器。

因此,当VT1基极输入微弱的电流(0.1mA),可以控制末级VT2较强电流——驱动电动机运转电流(500mA)≈200。

同前计算方法,维持两的变化。

VT1选用小功率NPN型硅管9013,hfe管同时饱和导通时VT1基极偏置电阻器R1约为3.3kΩ,减去光敏电阻器RG 亮阻2kΩ,限流电阻器R1实取1kΩ。

光敏传感器也可以采用光敏二极管,使用时要注意极性,光敏二极管的负极接供电电源正极。

光敏二极管对控制光线有方向性选择,且灵敏度较高,也不会产生强光照射后的疲劳现象。

水位控制电路最简单的水位传感元件是采用两个电极,当水面淹没电极时,利用不纯净水的导电性使电极之间导通,但导通电阻值较大,约50kΩ,不能代替光敏电阻器直接驱动如图4所示的光控电路,需要灵敏更高的控制电路。

水位自动控制电路如图5所示。

它是在图4电路的基础上,增加了一级前置放大管VT1,在其基极输入很微弱的电流(10μA)就可以使VT1~3皆饱和导通。

控制开关S可以用大头针做成两个电极,当其被水淹没而导电时,小电动机会自行运转。

C1为旁路电容器,防止感应交流电对控制电路的干扰。

VT1选用低噪音、高增益的小功率NPN硅管9014。

根据上述电路水位控制的功能,能否设计成一个感知下雨自动关窗、自动收晾晒衣服绳索的自动控制器。

下偏置水自动控制电路见图6 。

图中,将两个电极改接在VT1下偏置,R1仍为上偏置电阻器。

当杯内水面低于两个电极时,相当于下偏置开路,R1产生的偏置电流使电动机起动。

当水位上升到淹没电极时,两个电极之间被水导通,将R1产生的偏置电流旁路一部分,使VT1~3截止,电动机停转,与图5控制效果恰好相反。

三极管的开关电路分析(12V—SW)在这里做个小电路的分析,大家都可能用到,这里把模型分解一下,并介绍一下计算方法和各个元件的作用。

Q1:主开关,主要作用是提供12VSW电流,特点饱和时Vec必须很小,热阻不能太大。

Q2:副开关,主要作用是旁路Q1,在MCU置高电平时导通,ce拉低使Q1工作。

R1:保证MCU无输出的时候电路不工作。

R2:限制电流,给Q2一个工作电流。

C1:去除干扰,防止Q1意外导通。

下面是这个电路图的等效模型:然后我们定义一下输出负载,假设有N个按键开关电路检测电路(Active Low)经过以上分析我们可以列出所有公式:这个时候我们可以看出,要想让这个电路处于良好的状态,两个开关管必须都处于饱和状态,一般要使得开关管饱和,Ic/Ib必须小于30.因此我们必须求取方法倍数,其中Q1中的Vbatt和Ib和Ic同时是正向关系,必须求取各个参数的偏导求最大的放大系数。

这样就可以求得此时三极管的状态。

另外一个需要验证的就是温度情况,公式如下:这个主要是验证散发功率的情况。

计算过程到此差不多了,在实际设计中,每个参数都是比较重要的,特别是在省电模式下,可能会打开电源后扫描接口电路,因此整个电路的响应时间非常重要。

以后会讨论一下瞬态响应的做法(Laplas变换的应用。

)在这里大致可以描述一下,因为每个电路都有滤波电容,在打开电源的瞬间,所有的电容都需要充电,因此此时的Ic是非常大的,所以电路一时达不到饱和状态。

这个参数主要是调整R2,R2增大,响应时间长,电路偏置功率小。

R2减小,响应时间段,电路偏置功率大。

做个tradeoff即可。

希望以上资料对你有所帮助,附励志名言3条:1、常自认为是福薄的人,任何不好的事情发生都合情合理,有这样平常心态,将会战胜很多困难。

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