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开关三极管如何使用
- 时间:2024-11-23 14:36:53
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1.关于三极管的开关作用???
在回答问题之前,需要先说说三极管的结构,这样方便理解。
以NPN管为例,它是由三层半导体材料构成的(N型半导体材料
+
P型半导体材料
+
N型半导体材料)。
在中间的P型半导体材料与两端的N型半导体材料之间,都存在一个PN结(N
-
PN结
-
P
-
PN结
-
N)。
结合PN结的特性,我们就可以很容易的理解三极管的饱和、截止、放大三种状态了:
饱和:只要给予一个足够突破PN结的正向电压和电流(不超过三极管的额定正向电压和电流),三极管就会处于导通状态,当这个正向电压和电流产生变化时,三极管的导通状态维持不变,这个时候我们就说三极管饱和了。
截止:当给予PN结一个反向电压和电流(不超过三极管的额定反向电压和电流),三极管就会处于截止状态。
放大:给予PN结一个合适的正向电压或电流,让三极管进入导通状态,而又不达到饱和的状态,此时,当这个正向电压或电流产生变化,则三极管的导通能力也会随之有一个相应的变化(类似于一个可调电阻),这就是三极管的放大状态。
需要解释一下的是:三极管并不是把一个电信号凭空变大了,而是在基极的偏置电压或电流产生微弱变化时,能相应的引起集电极产生一个相应的成倍数变化的电压或电流,所以,要用三极管做放大电路,必须匹配相应的偏置电路,否则放大无从谈起。
所以,如果你要用三极管设计开关电路,那么你必须考虑以下两点:
1、让三极管得到一个明确的饱和或是截止的状态。
因此,你需要给三极管的基极一个偏置电路。例如:我们用NPN管做开关,我希望三极管平时是关断的,在我需要的时候才导通,那么我要把三极管的基极通过一个电阻接到电源地。PNP管反之。这是最常用也是最简单的办法。
2、需要按电路的驱动能力和开关频率去选择三极管的型号。
驱动能力是指电路控制三极管所能输出的电压和电流的强度。
开关频率则是三极管在饱和状态和截止状态之间的切换时间(响应延时)。
3、至于三极管的工作电压、电流、内阻、压降等等因素,需要结合电路的实际需求进行考虑。
2.怎么使用开关二极管和开关三极管
你好!
三极管和开关二极管不同,一般不用三极管代替二极管,前者为受控器件,后者为自控器件,相同功率下三极管比较贵所以,在者从pcb布线和电路布局乃至体积上,三极管替换二极管不是很科学,
三极管可以在电路中代替普通二极管开关,
三极管不能代替瞬变二极管,钳位二极管,快恢复二极管,一般代替稳压二极管也不适合。
补充:
是的二级管可用于与门和或门电路,但不能用于非门电路,以下将其它器件省略将电路纯开关的简化电路,假定开关元件为理想元件,即二三极管正向结压降为0v,输入高电平5v,低电平0v,
讨论:(ttl门):
与门电路:
a;b为输入;输入端分别为ua和ub;f为输出;电源电压u=5v;a和b高电平为5v;低电平为0v;
d1;d2负极分别接a和b;正极为输出f;正极接u;
∵最少与门电路有两个输入端a和b,一个输出端f
∴满足“与”条件的逻辑关系为:
a=0;b=0;f=0
a=0;b=1;f=0
a=1;b=0;f=0
a=1;b=1;f=1
四种状态对应:
1:ua=ub=0v
时d1和d2都导通,f=u=0
2:ua=0v;ub=5v
时d1导通d2截止,f=u=0
3:ua=5v;ub=0v
时d2导通d1截止,f=u=0
4:ua=ub=5v
时d1和d2都截止,f=u=1
以上满足与状态
非门电路:
a为输入;输入端为ua;f为输出;电源电压u=5v;a高电平为5v;低电平为0v;
暂时先将d负极接a;正极为输出f;正极接u;
∵最少非门电路有一个输入端a,一个输出端f
∴满足“非”条件的逻辑关系为:
a=0;f=1
a=1;f=0
两种状态对应:
1:ua=0v
时d导通,f=u=0
2:ua=5v
时d截止,f=u=1
以上可以看出,无法满足非的状态,
如果二极管作为非门,因为二级管的单向导电性能那么要么随输入电平转换而变换二极管极性,要么随输入电平转换而改变电源相位,但这种电路没有意义,所以非门用三极管作反向器,
用三极管作反向器:设npn管b极为输入a端;c极为输出f;c极接u=5v;e极接地;
三极管b极电位为0v;三极管截止f=u(5v)=1状态,满足a=0;f=1
三极管b极电位为5v;三极管导通由于ce结也导通所以f=uce(0v)=0状态,满足a=1;f=0
与非电路即一与门和一非门拼在一起的电路,请参考。
3.关于三极管的开关作用
设作用就是让三极管工作在饱和态和截止态这2种状态下工作,饱和态要求是UB≥UC,所以基极输入脉冲的幅度要么是0,要么是UC的幅度才行。这样管子就从截止态直接进入饱和态,避开了放大区 进入开关工作状态了。
扩展资料:
截止状态
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,即为三极管的截止状态。开关三极管处于截止状态的特征是发射结,集电结均处于反向偏置。
导通状态
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并且当基极的电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不再怎么变化,此时三极管失去电流放大作用,集电极和发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态,即为三极管的导通状态。
开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结,集电结均处于正向偏置。而处于放大状态的三极管的特征是发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置。这也是可以使用电压表测试发射结,集电结的电压值判定三极管工作状况的原理。开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。
工作模式
三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是表示电流的方向。
参考资料:
以上就是关于「开关三极管如何使用」的全部内容,本文讲解到这里啦,希望对大家有所帮助。如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站~
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