三极管开关电路参数设计与参数介绍
????????三極管基本是電路上用到的元器件,電子相關專業的同學在大學會學到模擬電路的課程,其中就有專門的章節介紹了三極管的特性,使用方法。
? ? ? ? 接下來我使用一個具體的三極管型號(PMBT3904)來介紹其參數,并進行電路設計,相關參數的計算。
一、三極管參數介紹
1.直流電流增益
? ? ? ? 這個可以說是三極管最最重要的參數了,直接決定了其放大倍數。
? ? ? ? ? 相同的Vce情況下,不同的Ib都會有不同的IC,即放大倍數是變化的,需要根據實際情況設計好參數。
?2.Vcesat(Vce飽和電壓)
? ? ? ? 這個參數代表了Vce在電路的壓降,從規格書來看,不同的電流壓降是不一樣的。
? ? ? ? ?一般來說這個壓降不會很大,但是設計電路心中一定要有數。
3.IC MAX????????
????????????????設計過程中,要確認好三極管IC MAX,設計留有余量:
?????????比如此IC MAX就是200mA,設計流過的電流不能超過這個數值。
4.確認好VCE MAX:
? ? ? ? 接入三極管CE之間的電壓不能超過這個數值,否則三極管會損壞。
? ?綜上,我們知道PMBT3904三極管的幾個重要參數:? ? ?
1.VCEO:? 40V
2.IC MAX: 200mA
3.hFE: 100-300
4.VCEsat:200mV-300mV
二、三極管開關電路控制LED
? ? ? ? 在這個設計中,需要使用一個三極管來控制LED的亮滅,因為單靠單片機的GPIO是無法驅動LED的,三極管在這里充當開關的作用。那電路究竟如何設計?其實非常簡單。
? ? ? ? 假設選用一顆NPN型的三極管,這里以PMBT3904來設計,則當給B極施加電壓超過約0.7V,電流超過一定值時,三極管的CE極導通,Ib與導通大小的關系是:Ib*β=Ic。β就是三極管的放大倍數。
Rb計算(基極電阻)
? ? ? ? 假設供電是3.3V,LED導通時候的電流為10mA,壓降為2V。我們取β=100,那么Ic=10mA,可以算出Ib=Ic/β=10mA/100=100uA。
? ? ? ? 而Rb=(3.3V-0.7V)/Ib=2.6V/100uA=26K。意味著,讓三極管b極的電壓為3.3V時,只要Rb=26K,就能夠使Ib=100uA,從而使Ic=10mA。
? ? ? ? 考慮到三極管的放大倍數可能存在變化,我們一般取Ib要 比計算值小一些,可以取26K,也可以使用10K。下圖便是26K的設計。
Rc計算(集電極電阻)
? ? ? ? 此電阻的計算方法是,在三極管供電為3.3V的情況下,假設三極管CE之間導通時不存在電壓(實際不可能,多少都有一些),由于LED有2V的壓降,則落在Rc電阻的電壓為3.3V-2V=1.3V,經過此電阻的電流為10mA,則此電阻的大小為1.3V/10mA=130R。
? ? ? ? 下圖是經過仿真的驗證圖。
? ? ? ? 可以看出三極管CE之間在導通的時候存在約0.2V的壓降。
? ? ? ? 通過仿真,可以看出,如上設計可以滿足驅動電流10mA的輸出。
假設(修改Rb,Rc)
? ? ? ? 實際設計中,我們可能會將Rb取10K,因為10K是常用值,那問題來了,此時驅動電流會變大嗎?
?答案是不會的,因為雖然說減少了Rb,增加了Ib,理論上Ic會增加,但是由于Rc的存在,最大通過的電流仍為10mA.只有修改Rc的值后,Ic才會改變,如下圖:
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的三极管开关电路参数设计与参数介绍的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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