几种三极管做开关的常用电路画法

[导读]蜂鸣器是一种非常常用的电子元器件，广泛用于各种电子设备中的声音输出。而三极管则是一种半导体器件，具有放大和开关等功能。通过三极管的开关状态，可以驱动蜂鸣器产生声音。

蜂鸣器是一种非常常用的电子元器件，广泛用于各种电子设备中的声音输出。而三极管则是一种半导体器件，具有放大和开关等功能。通过三极管的开关状态，可以驱动蜂鸣器产生声音。

二、三极管驱动蜂鸣器的原理

首先，需要控制三极管的开关状态。通过向基极输入高电平信号，使得三极管导通，此时输入电源能够通过三极管流向负载电路。当基极输入低电平信号时，三极管截止，输入电源无法通过三极管流向负载电路。

其次，需要产生高频振荡信号。通过控制三极管的开关状态，可以实现高频振荡。具体而言，当三极管导通时，电容器C1充电，此时正极为基极，负极为发射极，同时电感L1储存电荷，称为电感储能状态;当三极管截止时，C1放电，此时正极为发射极，负极为基极，电感L1放电，此时为电感放电状态。由于电感的自感性和电容器的电容性，导致C1放电过程中的电荷在电感中形成了一种周期性变化的电流，即高频振荡信号，在此信号的作用下，蜂鸣器可以发出声音。

三、三极管驱动蜂鸣器的实现

将电感L1、电容器C1、三极管Q1和蜂鸣器Buzzer按照图中连接即可实现三极管驱动蜂鸣器的电路。其中，电感L1一般选用直径为5mm的磁芯电感。电容器C1一般选用100nF的陶瓷电容。三极管Q1可以采用9014或8050型号的普通P型三极管。蜂鸣器Buzzer则可以选择DC5V或DC12V的蜂鸣器。

蜂鸣器是我们在电路设计中使用的常见的一种预警发声器件，我们常使三极管的工作于开关状态来驱动它。然而越简单的电路，很多人在设计时往往越容易忽略细节，导致实际电路中蜂鸣器不发声、轻微发声和乱发声的情况发生。

我们在数字电路设计的中常常用三极管的开关特性把数字信号的“1”和“0”来转化成实际电路中的“通”和“断”，来驱动一些蜂鸣器、数码管、继电器等需要较大电流的器件。然而在使用的过程中，如果不在意细节，三极管就可能无法工作在正常的开关状态。终无法达到预期的效果，有时就是因为这些小小的错误而导致重新打板，导致浪费。

这里小编把自己使用三极管的一些经验以及一些常见的误区给大家分享一下，在电路设计的过程中可以减少一些不必要的麻烦。我们来看几个三极管做开关的常用电路画法。蜂鸣器我们选择了常用的蜂鸣器。

图1

例：图一中a电路中三极管我们选择了2N3904三极管，2N3904是现在常用的NPN三极管。其耐压值40V，Pcm=400mW，Icm=200mA，β=100-400。蜂鸣器LS1接在三极管的集电极，驱动信号取5V，电阻按照经验可以取4.7K。假设三极管放大倍数为100，蜂鸣器的工作电流为20mA，即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA。当基极电流大于0.2 mA时，蜂鸣器均可正常发声。a电路中的基极电流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA，大于0.2 mA，可以使蜂鸣器正常发声。b 电路用的是2N3906三极管，PNP型，同样把蜂鸣器LS2接在三极管的集电极，驱动信号是5VTTL电平。由于2N3906其他参数和2N3904基本一致，因此计算过程不再赘述。以上这两个电路图都可以正常工作。

图2

图二的两个电路和图一相比，把蜂鸣器接在了三极管的发射极。在c电路，假设基极电压为5V，基极电流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K，其中UL为蜂鸣器上的压降。如果UL比较大，那么相应的Ib就小，很有可能Ib<0.2mA，Ic<20mA，无法驱动蜂鸣器。有人认为把R3的阻值减小，Ib就可以变大，大于0.2 mA时，蜂鸣器就可以正常工作。但是蜂鸣器的压降很难获知，而且有些蜂鸣器的压降可能变动，这样一来基极电阻阻值就很难选择，阻值选择太大就会驱动失败，选择太小，损耗又变大。d电路也会出现同样的问题，所以不建议选用图二的这两种电路。

图3

图三这两个电路，电路的驱动信号为3.3VTTL电平，常出现在3.3V的MCU电路设计中，如果不注意就很容易就设计出这两种电路，而这两种电路都是错误的。

先分析e电路，这是典型的“发射极正偏，集电极反偏”的放大电路，或者叫射极输出器。当PWM信号为3.3V时，Ib=(3.3V-0.7V- UL)/4.7K，会出现和图2中c电路中一样的情况。

f电路也是一个很失败的电路，首先这个电路导通是没有问题的，当驱动信号为0V时，蜂鸣器可以正常动作。然而这个电路是无法关断的，当驱动信号PWM为3.3V高电平的时候，Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube>0.7V，三极管仍可以导通，于是蜂鸣器会一直响。那这个问题有办法解决吗?有，如果你的MCU支持OD(开漏)驱动方式，可以在开漏输出后用上拉电阻把电平拉到5V，这样 Ube=5V-5V=0V, Ube<0.7v,三极管就可以正常的关断了。

‌三极管驱动蜂鸣器‌是指利用三极管的开关特性来控制蜂鸣器的发声。蜂鸣器是一种将电信号转化为声音信号的器件，常用于生成各种提示音，如按键音、报警音等。蜂鸣器可以分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。有源蜂鸣器内部自带振荡源，只需接上直流电压即可持续发声，而无源蜂鸣器则需要控制器提供振荡脉冲才能发声‌1。

工作原理

当三极管的基极接收到高电平时，三极管导通，此时Vcc电压驱动蜂鸣器发声;当基极接收到低电平时，三极管同样导通，Vcc电压驱动蜂鸣器发声。三极管在这里起到开关作用，通过控制基极的电平来控制蜂鸣器的发声‌1。

电路设计细节

在设计三极管驱动蜂鸣器的电路时，需要注意以下几点：

‌续流二极管‌：蜂鸣器是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此需要一个续流二极管提供续流，以防止产生尖峰电压损坏三极管和干扰其他电路部分‌2。

‌限流电阻‌：限流电阻用于防止输出电流过大，损坏三极管‌2。

‌下拉电阻‌：基极下拉电阻用于确保三极管在电路关断时能够可靠地保持在关断状态，防止意外发声‌2。

实际应用场景

三极管驱动蜂鸣器广泛应用于各种需要发声提示的电子设备中，如计算机、打印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备等。通过三极管的开关特性，可以有效地控制蜂鸣器的发声，满足各种应用场景的需求‌3。