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三极管开关电路详解

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-02 14:47
tags:

-

2021年2月2日发(作者:存放)





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



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;< /p>



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< /p>


-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









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。图中二极管反向接在线圈两端,是保护线圈不受反峰电压的冲击,


对继电器起到保护作用。












三、




NP N



b


极为高导通

PNP



b


极为低导通



总之


b


极电 平要与


e


极配合使


b

< br>、


e


导通



三极管作用:开关、放大、电平转换



带箭头为射级


e


< br>Pnp


型一般不接负载在三集管的


E



2



PN


结的方向不一致。



PNP


是共阴极,即两个


PN


结的

< br>N


结相连做为基极,另两个


P


结 分别做集电极


和发射极;电路图里标示为箭头朝内的三极管。



NPN


则相反。




NPN



P NP


主要就是电流方向和电压正负不同,说得



专业



一点,就是



极性



问题。




NPN


是用



B→E


的电流(


IB


)控制



C→E


的电流(


IC


),


E


极电位最低,且


正常放 大时通常


C


极电位最高,即


VC > VB > VE



PNP


是用



E→B


的电流(


IB


)控制



E→C


的电流(


IC


),


E


极电位最高,且


正常放 大时通常


C


极电位最低,即


VC < VB < VE




总之


VB


一般都是在中间,


VC



VE


在两边,这跟通常的


BJT


符号中 的位


置是一致的,你可以利用这个帮助你的形象思维和记忆。而且


BJT


的各极之间


虽然不是纯电阻,但电压方向和电流方向同 样是一致的,不会出现电流从低电


位处流行高电位的情况。





如今流行的电路图画法, 通常习惯



阳上阴下



,也就是



正电源在上负电源在




。那


NPN

电路中,


E


最终都是接到地板(直接或间接),


C


最终都是接到


天花板(直接或间接)。


PNP


电路则相反,


C


最终都是接到地板(直接或间


接),


E


最终都是接到天花板(直接或间接)。这也是为了满足上面的


V C




VE


的关系。一般的电路中,有了


NPN


的,你就可以按

< p>


上下对称交换



的方法


得到


PNP


的版本。无论何时,只 要满足上面的


6



< br>极性



关系(


4


个电流方向



2


个电压不等式 ),


BJT


电路就可能正常工作。当然,要保证正常工作,还< /p>


必须保证这些电压、电流满足一些进一步的定量条件,即所谓


“< /p>


工作点



条件。





对于

NPN


电路:




对于共射组态,可以粗略理解为把


VE


当作



固定



参考 点,通过控制


VB



控制


VBE



VBE=VB-VE


),从而控制


IB


,并进一步控制


I C


(从电位更高的地


方流进


C


极,你也可以把


C


极看作朝上的进水的漏斗)。




对于共基组态,可以理 解为把


VB


当作固定参考点,通过控制


VE


来控制


VBE


< br>VBE=VB-VE


),从而控制


IB

< br>,并进一步控制


IC





如果所需的输出信号不是电流形式,而是电压形式,这时就在


C


极加一个


电阻


RC


,把


IC


变成电压


IC*RC


。但为满足


VC>VE



RC


另一端不接地,而


接正电源。




而且纯粹从


BJT


本身角度,而不考虑输入信号从哪里来,共射组态和共基


组态其实很相似 ,反正都是控制


VBE


,只不过一个



固定


” VE


,改变

< br>VB


,一个


固定


VB

< p>
,改变


VE





对于共射组态,没有



固定参考点



了,可以理解为利用


VBE



IC



IE


变化


较小的特性,使得不论输出电流


IE


怎么变化(当然也有个限度),


VE< /p>


基本上


始终跟随


VB

变化(


VE=VB-VBE


),


V B


升高,


VE


也升高,


VB


降低,


VE


< p>
降低,这就是电压跟随器的名称的由来。




PNP


电路跟


NPN


是对称的,例如:



< p>
对于共射组态,可以粗略理解为把


VE


当作



固定



参考点,通 过控制


VB



控制

VEB



VEB=VE-VB


), 从而控制


IB


,并进一步控制


IC


(从


C


极流向电位


更低的地方,你也可以把


C


极看作朝下的出水管)。

< p>



对于共基组态,可以理解为把


VB


当作固定参考点,通过控制


VE


来控制


VEB



VE B=VE-VB


),从而控制


IB


,并 进一步控制


IC




……





上面所有的


VE



固定



二字都加了引号。因为< /p>


E


点有时是串联负反馈的引


入点,这时< /p>


VE


也是变化的,但这个变化是反馈信号,即由

< br>VB


变化这个因造


成的果。




另附:全系列三极管应用参数








封装



极性























配对管



D633 28 NPN


音频功放开关


100V 7A 40W


达林顿



9013 21 NPN


低频放大


50V 0.5A 0.625W 9012


9014 21 NPN


低噪放大


50V 0.1A 0.4W 150HMZ 9015


9015 21 PNP


低噪放大


50V 0.1A 0.4W 150MHZ 9014


9018 21 NPN


高频放大


30V 0.05A 0.4W 1000MHZ


8050 21 NPN


高频放大


40V 1.5A 1W 100MHZ 8550


8550 21 PNP


高频放大


40V 1.5A 1W 100MHZ 8050


2N2222 21 NPN


通用


60V 0.8A 0.5W 25



200NS


2N2369 4A NPN


开关


40V 0.5A 0.3W 800MHZ


2N2907 4A NPN


通用


60V 0.6A 0.4W 26



70NS


2N3055 12 NPN


功率放大


100V 15A 115W MJ2955


2N3440 6 NPN


视放



开关


450V 1A 1W 15MHZ 2N6609


2N3773 12 NPN


音频功放开关


160V 16A 50W


2N3904 21E NPN


通用


60V 0.2A


2N2906 21C PNP


通用


40V 0.2A


2N2222A 21



NPN


高频放大


75V 0.6A 0.625W 300MHZ


2N6718 21



NPN


音频功放开关


100V 2A 2W


2N5401 21 PNP


视频放大


160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5551


2N5551 21 NPN


视频放大


160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5401


2N5685 12 NPN


音频功放开关


60V 50A 300W


2N6277 12 NPN


功放



开关


180V 50A 250W


9012 21 PNP


低频放大


50V 0.5A 0.625W 9013


2N6678 12 NPN


音频功放开关


650V 15A 175W 15MHZ


9012


贴片


PNP


低频放大


50V 0.5A 0.625W 9013


3DA87A 6 NPN


视频放大


100V 0.1A 1W


3DG6B 6 NPN


通用


20V 0.02A 0.1W 150MHZ


3DG6C 6 NPN


通用


25V 0.02A 0.1W 250MHZ


3DG6D 6 NPN


通用


30V 0.02A 0.1W 150MHZ


MPSA42 21E NPN


电话视频放大


300V 0.5A 0.625W MPSA92


MPSA92 21E PNP


电话视频放大


300V 0.5A 0.625W MPSA42


MPS2222A 21 NPN


高频放大


75V 0.6A 0.625W 300MHZ


9013


贴片


NPN


低频放大


50V 0.5A 0.625W 9012

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