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三極管NPN在開關電路中的應用

 昵稱三點水 2021-06-06

三極管(NPN):   只要B極電流大于等于1MA,則三極管導通。三極管導通時B極電壓為0.7V,C極電壓為0.3V。且 II_{CE}=\beta I_{B}=100UA。

電路1:溫度開關可通過最大電流為10MA,U=12V;

分析1:溫度開關最大通過電流為10MA,且B極電流只要大于1MA,三級管就可以工作導通,那么  I=\frac{U}{R}  ,  R取10K時,I^{^{B}}=1.2mA符合條件,所以R=10K。當開關導通,三極管B極有電流且電流為1.2mA,三極管導通。這時,C極電壓為0.3V,那么電機兩端壓差為12V-0.3V=11.7V,那么電機轉動;當開關閉合,B極無電流,三極管不導通,那么C極電壓是趨于無窮大,可看作12V,電機停止。

缺點:當三極管由導通到截至時,實際中并不是立刻關斷,而是需要從飽和區(qū)逐漸向截至區(qū)轉換,這個過程中必將經(jīng)過放大區(qū),而放大區(qū)的過程中三極管易受干擾。干擾源:靜電,雷擊等。

解決方法:可以通過使用三態(tài)電路的原理來解決。VCC與GND的阻抗是特別小的,所以當有靜電時,電流向左流向VCC 和GND。若什么都不加,那么相當于接了一個無窮大的電阻,電流就會流向負載器件,對它造成損壞。

電路2:給三極管的B極加一個下拉電阻,不加上拉電阻是因為開關的作用會被屏蔽。

如何計算下拉電阻的取值:若三極管的閾值電壓為0.7V,三極管導通時,

U_{R0}=11.7V

U_{R17}=0.7V

I=\frac{U_{R0}}{R_{R0}}=1.17mA

R_{17}=\frac{0.7}{1.17}=620\Omega

那么,下拉電阻的最小阻值是620Ω。但是取620Ω是否合適呢?這里把R17的取值也要將三極管的因素考慮在內(nèi)。

理想中的三極管:

實際中的三極管:                              

由于制造工藝不可避免的產(chǎn)生一種電容,但是又是我們我們所不需要的另一方面又無法克服的,我們把這種電容叫做寄生電容。所以在使用三極管的時候要盡量降低寄生電容的影響。

降低假象電容的影響的方法是給電容旁邊并一個電阻,讓電容放電時,既有三極管耗電又有電阻放電。

所以,如果R17的阻值取得過大會影響三極管假象電容的放電,使三極管關斷導通變慢;但是阻值取得太小使得功率大大增強,P=I^{2}*R。一般情況下,R17取2K,使得功率不大也能使三極管放電。

 

 

 

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