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三极管NPN在开关电路中的应用

2021-06-06  昵称三点水

三极管(NPN):   只要B极电流大于等于1MA,则三极管导通。三极管导通时B极电压为0.7V,C极电压为0.3V。且 II_{CE}=\beta I_{B}=100UA

电路1:温度开关可通过最大电流为10MA,U=12V;

分析1:温度开关最大通过电流为10MA,且B极电流只要大于1MA,三级管就可以工作导通,那么  I=\frac{U}{R}  ,  R取10K时,I^{^{B}}=1.2mA符合条件,所以R=10K。当开关导通,三极管B极有电流且电流为1.2mA,三极管导通。这时,C极电压为0.3V,那么电机两端压差为12V-0.3V=11.7V,那么电机转动;当开关闭合,B极无电流,三极管不导通,那么C极电压是趋于无穷大,可看作12V,电机停止。

缺点:当三极管由导通到截至时,实际中并不是立刻关断,而是需要从饱和区逐渐向截至区转换,这个过程中必将经过放大区,而放大区的过程中三极管易受干扰。干扰源:静电,雷击等。

解决方法:可以通过使用三态电路的原理来解决。VCC与GND的阻抗是特别小的,所以当有静电时,电流向左流向VCC 和GND。若什么都不加,那么相当于接了一个无穷大的电阻,电流就会流向负载器件,对它造成损坏。

电路2:给三极管的B极加一个下拉电阻,不加上拉电阻是因为开关的作用会被屏蔽。

如何计算下拉电阻的取值:若三极管的阈值电压为0.7V,三极管导通时,

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,下拉电阻的最小阻值是620Ω。但是取620Ω是否合适呢?这里把R17的取值也要将三极管的因素考虑在内

理想中的三极管:

实际中的三极管:                              

由于制造工艺不可避免的产生一种电容,但是又是我们我们所不需要的另一方面又无法克服的,我们把这种电容叫做寄生电容。所以在使用三极管的时候要尽量降低寄生电容的影响。

降低假象电容的影响的方法是给电容旁边并一个电阻,让电容放电时,既有三极管耗电又有电阻放电。

所以,如果R17的阻值取得过大会影响三极管假象电容的放电,使三极管关断导通变慢;但是阻值取得太小使得功率大大增强,P=I^{2}*R。一般情况下,R17取2K,使得功率不大也能使三极管放电。

 

 

 

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