1、常用三极管电路设计——电阻取值
关注参数:电流放大倍数β
三极管作为开关用途:
工作在饱和区(导通),工作在截止区(不导通)
啥叫饱和状态?
假定三极管工作在放大状态,那么放大倍数就是β,
如果基极有Ib电流流过,那么集电极Ic=β*Ib,Ic也会在Rc上面产生压降Urc。
如下图:
Uce+Urc=Vcc
显然,Ib越大,Urc=β*Ib*Rc越大,如果Ib足够大,那么 Urc=Vcc时,Uce=Vcc-Urc=0。
继续增大Ib,Uce会变成负的吗?
Uce<0是不可能的,因为如果电压反向,那么电流也要反向,这显然是不成立的。实际Uce也就继续保持接近于0,那么也就是说此时Ic的实际电流是小于β*Ib的,此时电路已经满足不了β的放大倍数,三极管已经不是在放大状态,而是进入饱和状态了。
从以上描述我们很容易得出来,我们只需要让计算出的Urc=β*Ib*Rc>Vcc,那么三极管就是工作在饱和状态的。
举例:
1、LED灯的例子
已知条件:输入控制电压高电平为3.3V,电源电压为5V,灯的导通电流10mA,灯导通电压2V,三极管选用型号MMBT3904
查芯片手册,MMBT3904的放大倍数β(hfe)如下图所示:
Ic=10mA时,放大倍数最小为100。
Ib=10mA/100=100uA,三极管导通时,Vbe约为0.7V,继而求得Rb=(3.3-0.7V)/100uA=26K。
也就是说只要Rb<26K,三极管就工作在了饱和状态,像这种情况,我一般取Rb=2.2K,或者是1K,4.7K,10K,这样Ib更大,更能让三极管工作在饱和状态。
- 无源蜂鸣器电路及计算
解释:
C1可在强干扰的环境下,有效的滤除干扰信号,避免蜂鸣器变音和意外发声。
C3为电源滤波电容,滤除电源高频杂波。
电阻R18的作用:
R18可提升高电平的门槛电压。若删除R18,则三极管的高电平门槛电压只有0.7V,即R1输入端只要超过0.7V就有可能导通,添加R18情况就不同了,对应上图,当输入电压达到约2.2V时,三极管才会饱和导通。
无源蜂鸣器本质上是一个感性元件,其电流不能瞬变,因此必须有一个续流二极管D1提供续流。否则,在蜂鸣器两端会有反向感应电动势,产生几十伏的尖峰电压,可能损坏驱动三极管,并干扰整个电路系统的其它部分。
例子:采用MMBT4401三极管
查芯片手册,MMBT4401的放大倍数β(hfe)如下图所示:
IC=150mA时,放大倍数最小为100.
Ib=150mA/100=150uA,三极管导通时,Vbe约为0.7V,继而求得Rb=(3.3-0.7V)/150uA=1.7K。
也就是说只要R1<1.7K,三极管就工作在了饱和状态.