開關(guān)三極管的外形與普通三極管外形相同,它工作于截止區(qū)和飽和區(qū),相當(dāng)于電路的切斷和導(dǎo)通。由于它具有完成斷路和接通的作用,被廣泛應(yīng)用于各種開關(guān)電路中,如常用的開關(guān)電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路及輸出電路等。
負(fù)載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間,而位居三極管主電流的回路上,輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟與閉合動(dòng)作,當(dāng)三極管呈開啟狀態(tài)時(shí),負(fù)載電流便被阻斷,反之,當(dāng)三極管呈閉合狀態(tài)時(shí),電流便可以流通。

詳細(xì)的說,當(dāng)Vin為低電壓時(shí),由于基極沒有電流,因此集電極亦無電流,致使連接于集電極端的負(fù)載亦沒有電流,而相當(dāng)于開關(guān)的開啟(關(guān)閉狀態(tài)),此時(shí)三極管乃工作于截止區(qū)。
同理,當(dāng)Vin為高電壓時(shí),由于有基極電流流動(dòng),因此使集電極流過更大的放大電流,因此負(fù)載回路便被導(dǎo)通,而相當(dāng)于開關(guān)的閉合(連接狀態(tài)),此時(shí)三極管乃工作于飽和區(qū)。
三極管基本開關(guān)原理圖:

1.基極必須串接電阻,保護(hù)基極,保護(hù)CPU的IO口。
2.基極根據(jù)PNP或者NPN管子加上拉電阻或者下拉電阻。
3.集電極電阻阻值根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流實(shí)際情況調(diào)整。同樣基極電阻也可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
基極和發(fā)射極需要串接電阻,該電阻的作用是在輸入呈高阻態(tài)時(shí)使晶體管可靠截止,極小值是在前級(jí)驅(qū)動(dòng)使晶體管飽和時(shí)與基極限流電阻分壓后能夠滿足晶體管的臨界飽和,實(shí)際選擇時(shí)會(huì)大大高于這個(gè)極小值,通常外接干擾越小、負(fù)載越重準(zhǔn)許的阻值就越大,通常采用10K量級(jí)。
防止三極管受噪聲信號(hào)的影響而產(chǎn)生誤動(dòng)作,使晶體管截止更可靠。三極管的基極不能出現(xiàn)懸空,當(dāng)輸入信號(hào)不確定時(shí)(如輸入信號(hào)為高阻態(tài)時(shí)),加下拉電阻,就能使有效接地。
特別是GPIO連接此基極的時(shí)候,一般在GPIO所在IC剛剛上電初始化的時(shí)候,此GPIO的內(nèi)部也處于一種上電狀態(tài),很不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生噪聲,引起誤動(dòng)作。加此電阻,可消除此影響(如果出現(xiàn)一尖脈沖電平,由于時(shí)間比較短,所以這個(gè)電壓很容易被電阻拉低;如果高電平的時(shí)間比較長,那就不能拉低了,也就是正常高電平時(shí)沒有影響)。
但是電阻不能過小,影響泄漏電流。(過小則會(huì)有較大的電流由電阻流入地)
當(dāng)三極管開關(guān)作用時(shí),ON和OFF時(shí)間越短越好,為了防止在OFF時(shí),因晶體管中的殘留電荷引起的時(shí)間滯后,在B,E之間加一個(gè)R起到放電作用。
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評(píng)論