三極管是電子電路設計中最常用的元器件之一,三極管在使用時具有三個工作區域,分别為:截止區、放大區和飽和區。所以,三極管即可以用在小信号放大電路中起到信号放大作用,又可以用作電子開關用在電路中控制通斷。
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三極管用作放大電路時,具有三種基本的用法,分别為:共射極放大電路、共集電極放大電路和共發射極放大電路。在用作開關時,需要在基極串聯一個電阻,起到限流作用,那麼這個基極電阻該如何選取呢?今天和大家分享一下相關的内容。
1- 三極管以及工作區域
三極管用作開關時,需要工作在截止狀态和飽和狀态。三極管斷開時工作在截止關斷狀态,三極管導通時工作在飽和導通狀态。集電極電流是随着基極電流的增大而增大的,當集電極電流增大到一定程度時,再增加基極電流,集電極電流不再增加,即三極管處于飽和狀态。可見這個基極電阻的選取是和集電極電流或者說是負載電流相關的。所以,三極管用作開關時要首先确定負載的電流。
以三極管驅動繼電器電路為例,介紹基極電阻的選取方式。
2-三極管驅動繼電器電路
首先确定集電極電流
以松樂繼電器SRD-05VDC-SL-C為例,該繼電器的額定工作電壓為5V,線圈電阻為70Ω,那麼流過線圈的電流為IC=5/70=71.4mA。
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再次确定基極電流
三極管具有放大倍數β,該值是一個範圍,基極電流IB和集電極電流IC的關系為:IC = β×IB。由以上公式計算得到IB=IC/β=71.4/80=892.5uA。
3-三極管基極電流和集電極電流
最後确定基極電阻值
假設三極管基極的驅動信号的電平為U=5V,而三極管在正常工作時基極和發射極之間的壓差Ube大約為0.7V,那麼基極電阻的計算方法如下:
R=(U-Ube)/IB=(5-0.7)/0.8925=4.8KΩ。
基極電流的選取要小于4.8KΩ,因為三極管的放大倍數β是一個範圍,為了讓三極管完全飽和會讓基極電流稍大一點,即基極電阻選的再小一些,根據上面的計算,可以選擇3.3KΩ的電阻。當時不能太小,以防止基極電流過大把三極管燒壞。
另外,可以在基極和發射極之間加一個下拉電阻,防止程序在初始化時的誤動作,提高抗幹擾性和穩定性。
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