当前位置:首页 > 模拟 > 模拟
[导读]数字电路设计中,常常需要把数字信号经过开关扩流器件来驱动蜂鸣器、LED、继电器等需要交大电流的器件,用得最多的就是三极管。然而在使用过程中,如果设计不当,三极管就无法工作在正常开关状态,无法达到预期效果。

数字电路设计中,常常需要把数字信号经过开关扩流器件来驱动蜂鸣器、LED、继电器等需要交大电流的器件,用得最多的就是三极管。然而在使用过程中,如果设计不当,三极管就无法工作在正常开关状态,无法达到预期效果。


如图(a)所示,用NPN三极管,蜂鸣器连接到三极管的集电极,驱动信号是常见的3.3V或者5V TTL电平,高电平导通,电阻按照经验值取4.7KΩ,三极管导通时假设高电平为5v,基极电流为:

Ib=(5-0.7)V ÷4.7KΩ = 0.9mA

它可以使 三极管完全饱和。

如图(b)所示,用NPN三极管,同样把蜂鸣器连接到三极管集电极,不同的是 是还用的驱动信号是5V的TTL电平。

以上两个电路都可以正常工作,只要PWM驱动信号工作在合适的频率下,蜂鸣器(有源)就会发出最大的声音。


图2和图1对比,最大的区别就是被驱动器件连接到了三极管的发射机。

如图(c)所示,三极管导通时假设高电平是5V,基极电流为

Ib=(5-0.7-UL)V ÷4.7KΩ

其中,UL为被驱动器件上的压降。可以看出,同样取积极电阻为4.7KΩ ,流过基极的电流会比图1中的(a)电路电流要小,小多少需要看UL为多少:如果UL较大,那么相应的Ib也就会很小,很有可能导致三极管无法工作在饱和状态,使得驱动器件无法动作 。有人认为把基极电阻调小就好了,可是被驱动器件的压降是很难获知的,有些被驱动器件的压降是变动的,这样一来 ,基极电阻就很难选择合适:阻值选的太大,会导致驱动失败 ; 阻值选择太小,损耗又变大。所以,不在万不得已的情况下,不建议用图2的两种电路。


如图3,驱动信号为3.3V电平,而被驱动器件导通电压需要5V。在3.3V单片机电路中,若不小心,就容易设计出这两种电路。

如图(e)所示,这是典型的“发射极正偏,集电极反偏”的放大电路,或者叫做射极输出器。当PWM信号为3.3V时,三极管发射极电压为3.3V-0.7V=2.6V,无法达到期望的5V。

如图(f)所示,这是一个失败的电路。首先,这个电路无法断开,当驱动信号PWM为3.3V高电平是,Ube=5V-3.3V = 1.7V 仍然可以使三极管导通,于是电路无法断开。在这里,有人会说用过这个电路,他没有问题,而且单片机的电压也是3.3V。笔者个人认为这个人用的是OD(开漏)驱动方式,而且是真正的OD或者是5V可以容忍的OD,比如STM32的很多IO都可以设置为OD门驱动方式,输出高电平,信号就变成了高阻态,流过基极电流为0,三极管可以有效截止,这时候图(f)依然有效。


综上几种电路,得到上图两种最优电路。与图(1)不同,图(4)在基极和发射机之间增加了一个100KΩ的电阻,这个电阻有一定的作用,可以让三极管有一个已知的默认状态。当输入信号被除去的时候,三极管还处于截止状态。从安全性方面考虑,多加这个电阻还是很有必要的,或者说可以让三极管工作在更好的开关状态。

0踩

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

短路是电力系统中常见的故障之一,对电力系统的稳定和安全运行构成严重威胁。本文介绍了一种简单实用的短路分析方法,该方法基于等效电路原理和短路电流计算,通过案例分析验证了其准确性和实用性。本文旨在为电力系统工程师提供一种快速...

关键字: 短路 电子电路

电子管屏极电阻的取值是电子管放大器设计中的关键一环,它直接影响到放大器的性能。本文将从电子管的工作原理出发,详细探讨屏极电阻的取值方法,包括理论计算、经验公式、实际应用中的考量等方面,以期为电子管放大器设计提供参考。

关键字: 电子管屏极电阻 电子管放大器 三极管

本文将详细介绍电子元器件中的变压器(Transformer,简称TR)的原理、结构、分类、应用以及未来发展趋势。通过对变压器的深入解析,旨在帮助读者更好地理解其在电子电路中的作用和价值,为电子工程师在设计和应用中提供有价...

关键字: 变压器 电子电路 电磁感应

电阻是电子电路中的基本元件之一,其主要作用是限制电流的流动。在高温环境下,电阻的性能会受到严重影响,甚至可能导致电路失效。因此,研究和开发能够在高温环境下稳定工作的电阻具有重要意义。本文将重点探讨能够在400度高温下稳定...

关键字: 电阻 电子电路 400度高温

Würth Elektronik 将推出一系列全新的扩展组件,进一步完善日常家用电器设计

关键字: 家电 传感器 电子电路

三极管,或称晶体三极管,是电子电路中重要的基础元件,主要用于放大信号、控制电流以及进行电信号的开关操作。其工作特点主要涉及电流放大、开关控制和混频三个基本功能。本论述将详细探讨三极管的工作特点,包括其结构、工作原理以及在...

关键字: 三极管 电子电路 放大信号

电解电容作为电子电路中的重要元件,其性能的好坏直接影响到整个电路的正常运行。因此,正确地测量电解电容的好坏对于保证电路的稳定性和可靠性至关重要。本文将详细介绍电解电容的测量方法,帮助读者了解如何准确地判断电解电容的好坏。

关键字: 电解电容 电子电路 性能

RS触发器(Reset-Set Flip-Flop)是数字电子电路中的一种重要逻辑元件,用于存储和操作二进制信息。

关键字: rs触发器 数字 电子电路

二极管是一种常用的电子元件,其作用是单向导电。在电子电路中,二极管广泛应用于整流、检波、稳压等电路中。然而,在实际应用中,有时会出现二极管损坏的情况。因此,掌握二极管测量好坏的方法对于电子工程师和维修人员来说非常重要。本...

关键字: 二极管 电子元件 电子电路

在这篇文章中,小编将为大家带来电子电路的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。

关键字: 电子电路 模拟电路
关闭
关闭