发布时间:2023-08-31 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅
三极管的理想稳态开关特性
图(a)中三极管为NPN型硅管。电阻Rb为基极电阻,电阻Rc为集电极电阻,晶体三极管T的基极b起控制的作用,通过它来控制开关开闭动作,集电极c及发射极e形成开关两个端点,由b极来控制其开闭,c.e两端的电压即为开关电路的输出电压vO。
1)当输入电压vI为高电平时,晶体管导通,相当于开关闭合,所以集电极电压vc≈0,即输出低电平,而集电极电流iC≈VCC/RC。
2)当输入电压vI为低电平时,由图可见,晶体管截止,相当于开关断开,所以得集电极电流iC≈0,而集电极电压vc≈VCC,即输出为高电平。
(a)电路
(b)工作状态图解
如何使三极管工作于开关状态?
晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。晶体三极管输出特性三个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。
如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态,就应该使之工作于饱和区;
要使晶体三极管工作于开关的断开状态,就应该使之工作于截止区,发射极电流iE=0,这时晶体三极管处于截止状态,相当于开关断开。集电结加有反向电压,集电极电流iC=ICBO,而基极电流iB=-ICBO。说明三极管截止时,iB并不是为0,而等于-ICBO。基极开路时,外加电源电压VCC使集电结反向偏置,发射结正向偏置晶体三极管基极电流iB=0时,晶体管并未进入截止状态,这时iE=iC =ICEO还是较大的。晶体管进入截止状态,晶体管基极与发射极之间加反向电压,这时只存在集电极反向饱和电流ICBO,iB =-ICBO,iE=0,为临界截止状态。进一步加大基极电压的绝对值,当大于VBO时,发射结处于反向偏置而截止,流过发射结的电流为反向饱和电流IEBO,这时晶体管进入截止状态iB = -(ICBO+ IEBO),iC= ICBO。发射结外加正向电压不断升高,集电极电流不断增加。同时基极电流也增加,随着基极电流iB 的增加基极电位vB升高,而随着集电极电流iC的增加,集电极电位vC却下降。当基极电流iB增大到一定值时,将出现vBE =vCE的情况。这时集电结为零偏,晶体管出现临界饱和。如果进一步增大iB ,iB增大,使得集电结由零偏变为正向偏置,集电结位垒降低,集电区电子也将注入基区,从而使集电极电流iC随基极电流iB的增大而增大的速度减小。这时在基区存储大量多余电子-空穴对,当iB继续增大时,iC基本维持不变,即iB失去对iC的控制作用,或者说这时晶体管的放大能力大大减弱了。这时称晶体管工作于饱和状态。一般地说,在饱和状态时饱和压降VBE(sat)近似等于0.7V,VCE(sat)近似等于0.3V。由图4.2.1(a)可看出,集电极电流iC的增加受外电路的限制。由电路可得出iC的最大值为ICM= VCC/ RC。晶体管进入饱和状态,基极电流增大,集电极电流变化很小,即iC=ICS=(VCC-VBE(sat))/RC晶体管处于临界饱和时的基极电流为IBS=ICS/β=(VCC-VBE(sat))/βRC
你是要点动锁定开关还是拨码开关?拨码就简单了~直接控制基极电压使三极管饱和,
点动比较麻烦点,建议用个D触发器更容易。型号自己找吧。
三极管的作用是用一个小电流去控制一个大电流,具体使用主要有放大作用和开关作用,放大时微弱信号输入给三极管,由三极管控制电源电流的流通,形成大信号输出,三极管需加偏置以消除非线性。如三极管作开关使用,由一个小的电压或电流,去控制一个大电流,即控制电路的通断。具体使用,一般由基极为控制端,加电压或电流,一般串一电阻限流,由集电极与发射极之间形成一个开关,是一个电子开关。比如,使用NPN三极管,基极串接一个电阻接控制电压,发射机接地,集电极接负载下端,负载上端接正电源,这样就形成一个电子开关,当输入为高电压时,三极管导通,负载得电工作,当输入为低电压时,三极管截止,负载没有形成回路,无电,不工作。当然,作为开关工作的三极管也有许多形式,同时又有不同的三极管,如PNP型、NMOS、PMOS等,开关电路就有许多不同结构和不同应用,可参看相关书籍了解。
三极管一般不能工作在击穿下,如果形成二次击穿,就永久损坏了,不管是放大还是开关状态,都要避免击穿!
C752
NPN型三极管
最高开关电压30V
电流0.1A
工作频率300MHZ
三极管除了可以当做交流
信号放大器
之外,也可以做为开关之用。严格说起来,三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同,但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。下图即为三极管
电子开关
的基本电路图。
由下图可知,
负载电阻
被直接
跨接
于三极管的集电极与电源之间,而位居三极管主电流的回路上.
输入电压Vin则控制
三极管开关
的开启(open)
与闭合(closed)
动作,当三极管呈开启状态时,负载电流便被阻断,反之,当三极管呈闭合状态时,电流便可以流通。详细的说,当Vin为低电压时,由于基极没有电流,因此集电极亦无电流,致使连接于集电极端的负载亦没有电流,而相当于开关的开启,此时三极管乃胜作于截止(cut
off)区。
同理,当Vin为高电压时,由于有基极电流流动,因此使集电极流过更大的放大电流,因此负载回路便被导通,而相当于开关的闭合,此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。
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