三极管简单用用.docx
上面设个电路够简年.吧?你可以得到，只要是管都可浊使用.成洒f三柢管极性；字面朝 上，左右CK E、2LED、獗欧姆电阻、是体莒的连接如晾片申显示。手指触摸图甲的两个点可以点亮顷"由只 晶体管的成大倍数有限，想让L曲发光更明亮，或许孺要用点力两只手分并艇住荷个点。你的身体相 当于一个电阻，电渣渣对你的身体（手指）给三柢管基祗堤供一个偏墨电流。晶体管将流过你手指的电 流抽大约网口隹，逸足以点亮LED。二、第二简单的电路这是第二个最简单的电路。已添加第二个晶体管将你的手指传递的电流进行放大。该晶体管 的增益约200，你的手指只需轻轻触摸图中的两个点，LED就会被点亮。增添的三极管将通 过你的手指的电流放大了约200倍再提供给原三极管，总放大倍数约40000倍。三、放大八百万倍的高增益电路该电路有极高的放大倍数，它可以非接触检测电源线是否通电。只需将它靠近墙壁，它会检 测到电源线的位置。它有约200X200X200 = 8, 000，000的增益，该电路的输入端阻抗非 常高，能够检测周围是否存在电场。在上面的电路基础上，这个电路增加一个压电蜂鸣器，当检测到市电时，LED点亮同时蜂鸣 器会发声。三极管开关电路设计下面主要通过使用NPN三极管进行开关电路设计，PNP三极管的开关电路与NPN的类似。一、三极管开关电路设计的可行性及必要性可行性：用过三极管的人都清楚，三极管有一个特性，就是有饱和状态与截止状 态，正是因为有了这两种状态，使其应用于开关电路成为可能。必要性：假设我们在设计一个系统电路中，有些电压、信号等等需要在系统运行 过程中进行切断，但是又不能通过机械式的方式切断，此时就只能通过软件方式 处理，这就需要有三极管开关电路作为基础了。二、三极管基本开关电路概述如下（图.1）就是一个最基本的三极管开关电路，NPN的基极需连接一个基极电阻（R2）、集电极上连接一个负载电阻（R1）首先我们要清楚当三极管的基极没有电流时候集电极也没有电流，三极管处 于截止状态，即断开；当基极有电流时候将会导致集电极流过更大的放大电流， 即进入饱和状态，相当于关闭。当然基极要有一个符合要求的电压输入才能确保 三极管进入截止区与饱和区。vcc图.1 NPN基本开关电路三、三极管开关电路设计及分析（1）截止区、饱和区条件1、进入截止区条件：上面提到了要使三级管进入截止区的条件是当基极没有电 流时候，但是在什么情况下能达到此要求呢？对硅三极管而言，其基极跟发射极 接通的正向偏压约为O.6V，因此欲使三极管截止，基极输入电压（Vin）必须 低于O.6V，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了令三极管必定处 于截止状态，往往使Vin值低于O.3V。当然基极输入电压愈接近OV愈能保证 三极管必处于截止状态。2、进入饱和区条件：首先集电极要接一个负载电阻R1，基极要接一个基极电阻R2,如图.1所示。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与发射极必须 短路。因此必须使Vin达到足够高的电位，以驱动三极管进入饱和工作区工作。 三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在 负载电阻上，如此则Vce便接近于0,而使三极管的集电极和发射极几乎呈短 路。在理想状况下，根据欧姆定律，三极管呈饱和时，1）集电极饱和电流应该为：亿（饱和）=Vcc/R1（公式1）集电极饱和电流2）基极电流最少应为：Ib（饱和）=Ic（sat）/&二Vcc/（6*R1）（公式2）基极饱和电流上式表达出了亿和Ib之间的基本关系，式中的6值代表三极管的直流电流 增益，对某些三极管而言，其交流6值和直流6值之间有着甚大的差异。欲使 开关闭合，则其Vin值必须够高，以送出超过或等于（公式2）式所要求的最 低基极电流。由于基极回路只是一个基极电阻、基极与发射极接面的串联电路， 故Vin可由下式来求解：3）基极输入电压Vin最少应为：Vin=Ib（饱和）*R2 + O.6V二二二二二Vin=（+O.6V*Vcc*R2）/（6*R1）（公式3）基极饱和输入电压一旦基极电压超过或等于（公式3）式所求得的数值，三极管便导通，即进 入饱和区，使全部的供应电压均跨在负载电阻R1上，而完成了开关的闭合动作。（2）实例分析之用三极管做为灯泡开关如下电路图.2所示，灯泡的内阻为16欧姆，基极串接电阻为1K，三极管的直流电流增益为150,现在我们要确定Vin的电压为多少时候可以使三极管 处于截止、饱和状态，即可以使灯泡点亮或者熄灭。图.21、灯泡熄灭只要Vin小于O.3V,此时三极管进入截止区，集电极没有电流流过，灯泡自然就熄灭了。2、灯泡点亮要使灯泡点亮，则三极管的集电极必须有电流流过，即要进入饱和区。根据公式可计算出：集电极的饱和电流为（根据公式1）：亿（饱和）=24V/16R=1.5A基极饱和电流为（根据公式2）： Ib（饱和）=24V/（150*16）=10mA基极输入电压为（根据公式3）： Vin=10mA*1K+0.6V=10.6V所以，当Vin大于或等于1O.6V时候，灯泡就会点亮；反之，当Vin小于 或等于O.3V时候，灯泡会熄灭。由此例子可以看出，欲利用三极管开关来控制大到1.5A的负载电流的启闭 动作，只须要利用甚小的控制电压和电流即可。此外，三极管虽然流过大电流， 却不须要装上散热片，因为当负载电流流过时，三极管呈饱和状态，其Vce趋 近于零，所以其电流和电压相乘的功率之非常小，根本不须要散热片。(2)实例分析之用三极管做为电压输出开关1、供电电压Vcc=9V； Vin使用MCU的GPIO 口控制，输出电压为：OV与3.3V；要求Vout的输出电压为4V/1OmA。2、9014的技术参数：集电极最大耗散功率PCM=O.4W (Tamb=25°C)集电极最大允许电流ICM=O1A集电极基极击穿电压BVCBO=5OV集电极发射极击穿电压BVCEO=45V发射极基极击穿电压BVEBO=5V基极发射极饱和压降 VBE(sat)=1V (lC=100mA; IB=5mA)8=150图.33、计算集电极上的电阻（R1）的值集电极最大允许电流ICM=O.1A，所以R1二Vcc/0.1A=9V/0.1A=90R,所以最小集电极的电阻为9OR,我们不妨定R1的电阻为1OK。所以我们取R1=1OK。由于Vout的电流输出最大为10mA，为了留够余量所以定为20mA 或者 30mA。现在我们定为20mA，R1的功率为PR1=20mA*4V=0.08W<1/8。最后我们就可以定R1为1OK贴片电阻（1/8W）。4、计算负载电阻（R3的值）当Vin=0V时候，三极管截止，9014的集电极没有电流流过，Vout的值是由R1、R2这两个电阻分压得来的。根据分压我们就可以算出R3的电阻值了：R3二（R1*Vout）/（Vcc-Vout）=（ 10K*4V）/（9V-4V）=8K由于8K电阻比较难买到，所以我们定一个较常见的8.2K，所以R3=8.2K贴 片电阻（1/8W）。5、计算基极电阻（R2的值）我们已经知道了 Vin的上限为3.3V,根据公式1、2、3就可以计算出R2 的值了：R2=（Vin-Vbe）* g*R1/VCC=（3.3V-1V）*150*10K/9V=383K，最 后定R2=37OK/贴片电阻确定的参数：R1=10K/0603R2=370K/0603R3=8.2K/0603测试结果：Vin=3.3V时候：测试Vbe=0.567V接近于0.6V，三极管已经进入饱和区。万用表上显示的是Vout为0.1V，实际上就是Vce=0.1V<<4V。Vin=0V时候：万用表上显示的是Vout为4.06V，即符合当初设想的4V 电压输出。图.4（Vin=3.3V）三极管进入饱和区
