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三极管的初步认识,三极管的用法特点

电子发烧友网 2019-03-01 10:22 次阅读

三极管的初步认识

三极管是一种很常用的控制和驱动器件,也常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种。其原理相同,压降略有不同,硅管用的较普遍,而锗管应用较少,本文用硅管的参数来进行讲解。三极管有 2 种类型,分别是 PNP 型和 NPN 型。先来认识一下,如图 3-6。

图 3-6  三极管示意图

三极管一共有 3 个极,从图 3-6 来看,横向左侧的引脚叫做基极(base),中间有一个箭头,一头连幸运28接基极,另外一头连接的是发射极 e(emitter),那剩下的一个引脚就是集电极 c(collector)了。这是必须要记住的内容,后边慢慢用的多了,多次以后就会深入脑海了。

三极管的原理:

三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟[color=rgb(68, 68, 68) !important]电路中,且用法和计算方法也比较复杂,我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性,只用到了截止与饱和两种状态,所以我们也只来讲解这两种用法。三极管的类型和用法我给大家总结了一句口诀,大家要把这句口诀记牢了:箭头朝内 PNP,导通电压顺箭头过,电压导通,电流控制。

下面我们来解析口诀。大家可以看图 3-6,三极管有 2 种类型,箭头朝内就是PNP,那箭头朝外的自然就是 NPN 幸运28了,在实际应用中,要根据实际电路的需求来选择到底用哪种类型,大家多用几次也就会了,很简单。

三极管的用法特点:

关键点在于 b 极(基极)和 e 级(发射极)之间的电压情况,对于PNP 而言,e 极电压只要高于 b 级 0.7V 以上,这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在 b 和 e 之间,被控制端是 e 和 c 之间。同理,NPN 型三极管的导通电压是 b 极比 e 极高 0.7V,总之是箭头的始端比末端高 0.7V 就可以导通三极管的 e 极和 c 极。这就是关于“导通电压顺箭头过,电压导通”的解释,我们来看图 3-7。

图 3-7  三极管的用法

以图 3-7 为例:三极管基极通过一个 10K 的电阻接到了[color=rgb(68, 68, 68) !important]单片机的一个 IO口上,假定是 P1.0,发射极直接接到 5V 的[color=rgb(68, 68, 68) !important]电源上,集电极接了一个 LED 小灯,并且串联了一个 1K 的限流电阻最终接到了电源负极 GND 上。

如果 P1.0 由我们的程序给一个高电平 1,那么基极 b 和发射极 e 都是 5V,也就是说 e到 b 不会产生一个 0.7V 的压降,这个时候,发射极和集电极也就不会导通,那么竖着看这个电路在三极管处是断开的,没有电流通过,LED2 小灯也就不会亮。如果程序给 P1.0 一个低电平 0,这时 e 极还是 5V,于是 e 和 b 之间产生了压差,三极管 e 和 b 之间也就导通了,三极管 e 和 b 之间大概有 0.7V 的压降,那还有(5-0.7)V 的电压会在电阻 R47 上。这个时候,e 和 c 之间也会导通了,那么 LED 小灯本身有 2V 的压降,三极管本身 e 和 c 之间大概有 0.2V的压降,我们忽略不计。那么在 R41 上就会有大概 3V 的压降,可以计算出来,这条支路的电流大概是 3mA,可以成功点亮 LED。

电流控制:

三极管有截止,放大,饱和三个状态,截止就不用说了,只要 e 和 b 之间不导通即可。我们要让这个三极管处于饱和状态,就是我们所谓的开关特性,必须要满足一个条件。三极管都有一个放大倍数β,要想处于饱和状态,b 极电流就必须大于 e 和 c 之间电流值除以β。这个β,对于常用的三极管大概可以认为是 100。那么上边的 R47 的阻值我们必须要来计算一下了。

e 和 c 之间的电流是 3mA,那么 b 极电流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA,大概有 4.3V 电压会落在基极电阻上,那么基极电阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。电阻值只要比这个值小就可以,当然也不能太小,太小会导致单片机的 IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机,STC89C52 的 IO 口输入电流最大理论值是 25mA,我推荐不要超过 6mA,我们用电压和电流算一下,就可以算出来最小电阻值,我们图 3-7 取的是经验值。

图腾柱

就是上下各一个三极管,上管为NPN,c极(集电极)接正电源,下管为PNP,c极(集电极)接地。两个b极(基极)接一起,接输入,上管和下管的e极(发射极)接到一起,接输出,像一个“图腾柱”。用同一信号驱动两个b极。驱动信号为高时,NPN导通;信号为低时,PNP导通。利用两个晶体管构成推挽输出。 用来匹配电压,或者提高IO口的驱动能力"图腾柱电路,就是既有上拉器件,又有下拉器件,上下拉器件分时导通.多数数字电路输出是这种电路.在开关电源中一般不这样称呼,而是叫做半桥电路.在音频放大器中则称串联推挽电路.

图腾柱一般选用参数相近的对管,比如S8050/8550、MP2907/2222等,主要考虑ICM、特征频率fT等参数。

RG可以不要,RB必须加上。如果没有RB,相当于IC输出高电平的时候,被三级管钳压在0.7V左右,IC的功耗很大,会烧掉的。图腾柱式的驱动方式,一方面增加了驱动能力,另一方面,当PWM的输出端为低的时候,下管为MOS的结电容提供放电回路。图腾柱式的驱动方式,一方面增加了驱动能力,另一方面,当PWM的输出端为低的时候,下管为MOS的结电容提供放电回路。

原文标题:学院推荐 | 电子中最重要的元器件:三极管

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LF198-N 单片采样和保持电路

LF298和LFx98x器件是单片采样保持电路,采用BI-FET技术,通过快速采集信号和低下垂获得超高直​​流精度率。作为单位增益跟随器工作,DC增益精度典型值为0.002%,采集时间低至6μs至0.01%。双极性输入级用于实现低失调电压和宽带宽。输入失调调整由单个引脚完成,不会降低输入失调漂移。宽带宽允许LF198-N包含在1-MHz运算放大器的反馈环路内,而不会出现稳定性问题。 10 10 Ω的输入阻抗允许使用高源阻抗而不会降低精度。 P沟道结FET与输出放大器中的双极器件相结合,以提供下垂率使用1μF保持电容,低至5 mV /min。 JFET的噪声比以前设计中使用的MOS器件低得多,并且不会出现高温不稳定性。整体设计确保在保持模式下输入到输出都没有馈通,即使输入信号等于电源电压也是如此。 LF198-N上的逻辑输入是全差分,输入电流低,允许直接输入连接到TTL,PMOS和CMOS。差分阈值为1.4 V.LF198-N将采用±5 V至±18 V电源供电。 A型可提供更严格的电气规格。 特性 采用±5 V至±18 V电源供电 采集时间小于10-μs 逻辑输入兼容TTL,PMOS,CMOS 0.5 mV典型保持步长,Ch =0.01μF 低输入偏移 0...
发表于 08-03 17:53 153次 阅读
LF198-N 单片采样和保持电路
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