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[導(dǎo)讀]對于溫度參數(shù),比較典型的就是三極管的導(dǎo)通電壓Ube,Ube會隨著環(huán)境溫度的升高而降低,硅三極管的Ube室溫下約為0.7V。資料顯示,硅三極管發(fā)射結(jié)正向壓降的變化量是每增加1℃,Ube就降低2.5mV。我經(jīng)??吹较旅孢@個電路,并聯(lián)一個二極管來降低三極管的受溫度的影響,當Vbe下降或上升時,二極管VD1會有同樣的溫度特性,這樣基級偏置電流Ib變化就很小了。

本來前幾天就準備寫一篇關(guān)于三極管開關(guān)電路的文章了,自己也認為比較簡單,不是什么大問題。開關(guān)電路大家肯定經(jīng)常用到,無非是像下圖這樣。


但是寫的時候,截止狀態(tài)倒是很好判斷,飽和狀態(tài)卻不是直接能看出來的,所以就拖到了今天。關(guān)三極管開關(guān)電路有以下幾個問題:

1.三極管飽和與截止判斷條件是什么?

2.什么是發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的正偏與反偏?

3.什么是臨界飽和與深度飽和?

4. 進入臨界飽和與深度飽和的條件?

5.三極管開關(guān)電路基極、集電極電阻的選取?

6.三極管的開關(guān)速度受什么影響?

7.三極管會受溫度影響嗎?

8. 有哪些常用的三極管?


1. 三極管飽和與截止判斷條件是什么?


飽和--發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏;

截止--發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏;


2. 什么是發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的正偏與反偏?



如上圖所示,NPN三極管內(nèi)部有2個PN結(jié),分別為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。


  • 集電結(jié)正偏:集電極電壓低于基極時,集電極與基極PN結(jié)正向,Uce

  • 集電結(jié)反偏:集電極電壓高于基極時,集電極與基極PN結(jié)反向,Uce>Ube;

  • 發(fā)射結(jié)正偏:發(fā)射極電壓低于基極時,集電極與基極PN結(jié)正向,Ube=0.7V;

  • 發(fā)射結(jié)反偏:發(fā)射極電壓高于基極時,集電極與基極PN結(jié)反向,Ube<0.7V;


3. 什么是臨界飽和與深度飽和?


  • 臨界飽和是三極管從放大狀態(tài)過渡到飽和狀態(tài)的臨界點;

  • 深度飽和沒有具體的定義,基極電流要足夠大,網(wǎng)上看到大于2倍臨界飽和Ib。


4. 進入臨界飽和與深度飽和的條件?


從上圖可知,Uce=VCC-Ic*Rc;

當Uce=0時,Icmax=VCC/Rc,此時臨界基極電流Ib=Ic/β=VCC/βRc。


飽和狀態(tài)需通過Ib來判斷:


  • 當Ib=VCC/βRc時,三極管基本處于臨界飽和狀態(tài)。

  • 當Ib>2VCC/βRc時,三極管基本進入深度飽和狀態(tài)。


5.三極管開關(guān)電路基極、集電極電阻的選?。?/span>


以LMBT3904LT1G為例,首先確定R6,根據(jù)后級所需最小電流確定R6最大值,然后根據(jù)Ic承受最大集電極電流確定R6最小值。正常情況下,R6的選值范圍一般在1K~10K左右,對應(yīng)的驅(qū)動電流范圍為3.3mA~330uA,本文選R6=10kΩ。



臨界飽和時,VCC=3.3V,Ic=0.33mA,如上圖所示,假設(shè)β=70,Ib=VCC/βRc=Ic/β=0.33/70=4.7uA,因此只要Ib大于4.7uA即可。Rb<(3.3-0.7V)/4.7uA=553kΩ,本例中Rb=R3 = 10K,Ib = (3.3-0.7)/10K = 0.26mA>4.7uA.


6.三極管的開關(guān)速度受什么影響?


LMBT3904LT1G為例,下圖為開關(guān)測試電路。


從下圖的測試曲線可以看出:


  • 當Ic/Ib=10時,Ic從1mA增加100mA時,上升和下降時間都在減小,因此上拉電阻Rc減小,開關(guān)的上升/下降時間也隨之較小。

  • 當Ic不變的時候,Ic/Ib=10比Ic/Ib=20下降時間小,因此串聯(lián)電阻Rb減小,開關(guān)的下降時間較小。



7. 三極管會受溫度影響嗎?

對于溫度參數(shù),比較典型的就是三極管的導(dǎo)通電壓Ube,Ube會隨著環(huán)境溫度的升高而降低,硅三極管的Ube室溫下約為0.7V。資料顯示,硅三極管發(fā)射結(jié)正向壓降的變化量是每增加1℃,Ube就降低2.5mV。我經(jīng)??吹较旅孢@個電路,并聯(lián)一個二極管來降低三極管的受溫度的影響,當Vbe下降或上升時,二極管VD1會有同樣的溫度特性,這樣基級偏置電流Ib變化就很小了。



8. 有哪些常用的三極管?


LMBT3904LT1G/LMBT3906LT1G,L9012PLT1G/L9013QLT1G,PMBT3906,215/PMBT3904,215,MMBT3904/MMBT3906,BC817-40,215/BC807-40,215,S8050/S8550、MMBT4401LT1G/MMBT4403LT1G、BC846/BC856、MUN2213T1G、MMBT5551LT1G.

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