關(guān)于三極管
簡單講解一下三極管,如果三極管工作在飽和區(qū)(完全導(dǎo)通),Rce≈0,Vce≈0.3V,且這個0.3V,我們就認為它直接接地了。那么就需要讓Ib大于等于1mA,若Ib=1mA, Ic=100mA,它的放大倍數(shù)β=100,三極管完全導(dǎo)通。如下圖,是一個NPN三極管。三極管基礎(chǔ)知識參考文章:四句口訣,玩轉(zhuǎn)三極管! 三極管屬于電流型驅(qū)動元器件,因此一般在基極都會串一個限流電阻,一般小于等于10K,但是在基極為什么會下拉一個電阻呢?舉例說明。如下圖,是溫度開關(guān)控制馬達電路圖。
如圖是溫度開關(guān)控制馬達轉(zhuǎn)和停,溫度開關(guān)相當(dāng)于一個按鍵開關(guān)。在B極串個開關(guān),N管就能夠做個開關(guān)管使用。圖中馬達是一個直流有刷馬達,只要正極接通12V,負極接地,馬達就開始轉(zhuǎn)。 當(dāng)溫度開關(guān)導(dǎo)通,回路I流過的電流的為
三極管CE完全導(dǎo)通,Vce ? 0.3V,這時候,馬達兩端的電壓壓降接近 12V,它就能夠轉(zhuǎn)動,因為三極管be的導(dǎo)通后阻抗遠遠小于2K電阻R2,所以電流大部分流過三極管;當(dāng)溫度開關(guān)斷開,ib 就沒有電流,ic 也沒有電流。 由于溫度開關(guān)在關(guān)斷的瞬間,三級管ib、ic上的電流并不能夠一下子降到零,而是慢慢降到零,這是制造工藝必然存在的,在這段時間,三極管是工作在放大區(qū),是最容易受到干擾。因此需要接個下拉電阻R2,這個電阻一是給三極管提供了個放電回路,二是為點A提供一個能量分散的通路。放電回路怎么理解? 如下圖三極管寄生電容,三極管實際工藝制造模型,三極管BE、BC、CE之間分別有電容C1、C2、C3。這三個電容的存在一方面是我們不需要的,另一方面,又是工藝中無法避免克服的,是制造工藝過程中必然存在的現(xiàn)象。我們把這種電容一般稱之為雜散電容,或者說是寄生電容。 由于有電容的存在,三極管勢必有延時。當(dāng)ib沒有電流時,電容C1開始放電,形成回路I,這個時候B點的電壓從0.7V降到0V,工作在放大區(qū),最容易受到干擾,在C1兩端加個電阻R2,電容上的電一部分就會從電阻R2上釋放掉,并且電阻阻值越小,電容放電越快。因此,電阻R2給電容提供了一個通路釋放電荷,大大減短了三極管工作在放大區(qū)的時間。
給能量提供一個分散通路怎么理解? 為什么說電阻 R2 為點A提供了一個能量分散通路。如圖2所示,溫度開關(guān)斷開時,此時點A是懸空的,A點電壓不確定,為高阻態(tài)(阻抗無窮大),容易出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象,而且也容易受到周圍環(huán)境干擾,比如靜電、雷擊等使器件永久損壞。 當(dāng)使用環(huán)境出現(xiàn)雷擊,高壓靜電等情況,在點A下拉一個電阻接到地,大部分電流就會順著電阻流入地,給能量提供一個分散通路。如果沒有接這個電阻,當(dāng)發(fā)生雷擊時,由于A點左邊阻抗無窮大,A點右邊接三極管,阻抗相對左邊來說是很低的,因此電流會全部往阻抗低的方向跑,流入三極管,造成電流過大,使器件永久性損壞。關(guān)于MOS管 由于篇幅限制,關(guān)于MOS管基礎(chǔ)知識,移步此處:MOS管基本認識。下拉電阻的作用有兩個:
防止在靜電作用下,電荷沒有釋放回路,容易引起靜電擊穿
MOS管在開關(guān)狀態(tài)工作時,就是不斷的給Cgs充放電,當(dāng)斷開電源時,Cgs內(nèi)部可能儲存有一部分電荷,但是沒有釋放回路,MOS管柵極電場仍然存在且能保持很長時間,建立導(dǎo)電溝道的條件沒有消失。在下次開機時,在導(dǎo)電溝道的作用下,MOS管立即產(chǎn)生不受控的巨大漏極電流Id,引起MOS管燒壞
三極管和MOS管介紹三極管和MOS管是兩種較為常用的半導(dǎo)體元器件,它們都是只有三個引腳。三極管有NPN和PNP型,三個電極分別為:基極B、集電極C,發(fā)射極E;MOS管有漏極D、源極S、柵極G三個電極,其中中間的箭頭表示襯底,如果箭頭向里表示是N溝道的MOS管,箭頭向外表示是P溝道的MOS管。

三極管一般應(yīng)用于開關(guān)電路、信號放大電路、電平轉(zhuǎn)換電路等,而MOS管多用于放大電路、開關(guān)電路,有時候兩者可以起到同樣的效果,例如在小負載的開關(guān)電路當(dāng)中。
二、三極管與MOS管加下拉電阻作用1、對于三極管
三極管屬于電流型驅(qū)動元器件,因此一般在基極都會串一個限流電阻,一般小于10K,比較典型值有3.3K、4.7K、5.1K、6.8K等,但是在基極為什么會下拉一個電阻呢?

如下圖是三極管8050開關(guān)電路,當(dāng)I/O口輸出高電平時候三極管才會導(dǎo)通,輸入低電平時候三極管不會導(dǎo)通,但是基極B這里有一個68K的下拉電阻,也就是說如果I/O口沒有輸出高電平時候,基極一直會被拉低,也就是說處于截止?fàn)顟B(tài),如果沒有這個電阻,電路有可能處于不穩(wěn)定狀態(tài),特別是在一上電瞬間初始化,很容易產(chǎn)生噪聲,容易引起三極管誤動作,特別是對于一些通用的輸入/輸出口,因此這個電阻其實是偏置電阻,使得沒有驅(qū)動信號時候基極被拉低,使得電路更加可靠。

雖然加下拉可以使得電路更加可靠,但是這個電阻不能過大也不能過小,太大的話會使得基極的電流不足以驅(qū)動三極管,過小的話會導(dǎo)致偏置電壓小于三極管d導(dǎo)通電壓,一般這個電阻不大于100K。
有時候我們會看見在這個電阻會并聯(lián)一個電容,其實這一般在高速信號開關(guān)電路會這樣設(shè)計,加一個電容可以使得性能提高。如下圖所示

三、對于MOS管與三極管不同的是,MOS管屬于壓控型元器件,也就是由電壓來驅(qū)動,我們都知道,MOS管兩兩引腳之間存在寄生電容,其實MOS管導(dǎo)通的實質(zhì)就是電容的充放電作用,因此對于N型MOS管,當(dāng)Vgs大于一定的值時候就會導(dǎo)通,而對于P型的MOS管,當(dāng)Vgs小于一定的時候值就會導(dǎo)通。

因此,由于三個引腳彼此之間存在電容效應(yīng),在MOS管不斷關(guān)斷時候,寄生電容電壓可以得到適當(dāng)?shù)姆烹?,這類似于泄放電阻的作用,對于MOS管來說是一種保護。
