實(shí)驗(yàn):三極管的開關(guān)作用
三極管開關(guān)電路分析——你天天見,不見得就懂
發(fā)布時(shí)間:2015-04-16 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】電子元件技術(shù)網(wǎng)的朋友有福了,這里小編為大家詳解三極管開關(guān)電路的知識(shí),特別是關(guān)于達(dá)林頓電路圖分析,雖說(shuō)三極管開關(guān)電路大家天天見,但是真正懂得它的人著實(shí)不多,這里小編就為大家來(lái)詳細(xì)系統(tǒng)的講解下三極管開關(guān)電路。
今天小編為大家?guī)?lái)了關(guān)于三極管開關(guān)電路的知識(shí),對(duì)于做電路設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)三極管可以說(shuō)是天天見,那么其一些原理、特征、作用都是我們需要知道的,因此小編在此為大家匯總了相關(guān)的知識(shí)和案例,來(lái)方便大家的參閱。
圖一所示是NPN三極管的共射極電路,圖二所示是它的特性曲線圖,圖中它有3 種工作區(qū)域:截止區(qū)(Cutoff Region)、線性區(qū) (Active Region) 、飽和區(qū)(Saturation Region)。三極管是以B極電流IB作為輸入,操控整個(gè)三極管的工作狀態(tài)。若三極管是在截止區(qū),IB趨近于0(VBE亦趨近于0),C極與E極間約呈斷路狀態(tài),IC=0,VCE=VCC。若三極管是在線性區(qū),B-E接面為順向偏壓,B-C接面為逆向偏壓,IB的值適中 (VBE=0.7V), IC=h F E I B 呈比例放大,Vce=Vcc-Rc Ic=Vcc-Rc hFE IB可被IB操控。若三極管在飽和區(qū),IB很大,VBE=0.8V,VCE=0.2V,VBC=0.6V,B-C與B-E兩接面均為正向偏壓,C-E間等同于一個(gè)帶有0.2V電位落差的通路,可得Ic=(Vcc-0.2)/Rc ,Ic與IB無(wú)關(guān)了,因此時(shí)的IB大過(guò)線性放大區(qū)的IB值,Ic<hFE IB是必然的。三極管在截止態(tài)時(shí)C-E間如同斷路,在飽和態(tài)時(shí)C-E間如同通路(帶有0.2V電位降),因此可以作為開關(guān)??刂拼碎_關(guān)的是IB,也可以用VBB作為控制的輸入訊號(hào)。圖三、四分別顯示三極管開關(guān)的通路、斷路狀態(tài),及其對(duì)應(yīng)的等效電路。
圖1 NPN 三極管共射極電路
圖2 共射極電路輸出特性曲
圖3 截止態(tài)如同斷路線圖
圖4 飽和態(tài)如同通路
實(shí)驗(yàn):三極管的開關(guān)作用
簡(jiǎn)單三極管開關(guān):電路如圖5,電阻RC是LED限流用電阻,以防止電壓過(guò)高燒壞LED(發(fā)光二極管),將輸入信號(hào)VIN從0調(diào)到最大 (等分為約20 個(gè)間隔),觀察并記錄對(duì)的VOUT以及LED的亮度。當(dāng)三極管開關(guān)為斷路時(shí),VOUT=VCC=12V,LED不亮。當(dāng)三極管開關(guān)通路時(shí),VOUT=0.2V ,LED會(huì)亮。改良三極管開關(guān):因?yàn)槿龢O管由截止區(qū)過(guò)度到飽和區(qū)需經(jīng)過(guò)線性區(qū),開關(guān)的效果不會(huì)有明確的界線。為使三極管開關(guān)的效果明確,可串接兩三極管,電路如圖六。同樣將輸入信號(hào)VIN從0調(diào)到最大(等分為約20個(gè)間隔),觀察并記錄對(duì)應(yīng)的VOUT以及LED的亮度。
圖5 簡(jiǎn)單開關(guān)三極管電路圖
圖6 改良三極管開關(guān)電路-達(dá)林頓電路圖
以上圖可以看出幾乎任何一種型號(hào)三極管都可一做為電子開關(guān)來(lái)使用,如果條件允許也可用來(lái)控制加熱設(shè)備??梢婇_關(guān)三極管只是一個(gè)籠統(tǒng)的概念,不過(guò)市面上也有少數(shù)的專用開關(guān)三極管出售。
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