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開關三極管的基本電路,常用到的電容作用

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2018-11-12

1。開關(guan) 三極管的基本電路圖

負載電阻被直接跨接於(yu) 三極管的集電極與(yu) 電源之間,而位居三極管主電流的回路上,輸入電壓Vin則控製三極管開關(guan) 的開啟(open) 與(yu) 閉合(closed) 動作,當三極管呈開啟狀態時,負載電流便被阻斷,反之,當三極管呈閉合狀態時,電流便可以流通。  詳細的說,當Vin為(wei) 低電壓時,由於(yu) 基極沒有電流,因此集電極亦無電流,致使連接於(yu) 集電極端的負載亦沒有電流,而相當於(yu) 開關(guan) 的開啟,此時三極管乃工作於(yu) 截止(cut off)區。

同理,當Vin為(wei) 高電壓時,由於(yu) 有基極電流流動,因此使集電極流過更大的放大電流,因此負載回路便被導通,而相當於(yu) 開關(guan) 的閉合,此時三極管乃工作於(yu) 飽和區(saturation)。

關(guan) 於(yu) 晶體(ti) 三極管的開關(guan) 飽和區,MOS管的飽和區就是晶體(ti) 管的放大區。

晶體(ti) 三極管的放大是電流關(guan) 係的放大,即Ic=B*Ib

而MOS管的放大倍數是Ic=B*Ugs,與(yu) g、s兩(liang) 端的電壓有關(guan) 係

MOS管的放大倍數比較大,穩定。

2.基極電阻的選取

(1)首先判斷三極管的工作狀態,是放大區(增大驅動電流)還是飽和區(開關(guan) 作用)

(2)若工作在放大區,根據集電極負載的參數,計算出集電極的電流,之後根據三級管的放大特性計算出基極電流,再根據電流值計算出電阻。

(3)若工作在飽和區,

以NPN管為(wei) 例大致計算一下典型3元件開關(guan) 電路的選值:

設晶體(ti) 管的直流放大係數為(wei) 100,Ib=(驅動電壓-0.7Vbe結壓降)/Rb,Vce=Vcc-100Ib×Rc,令Vce=0,由此可算出臨(lin) 界值(飽和區與(yu) 放大區的臨(lin) 界),隻要Rb小於(yu) 臨(lin) 界值即可,但其最小值受器件Ib容限限製,切勿超過。

3.補償(chang) 電容電路圖

一般線性工作的放大器(即引入負反饋的放大電路)的輸入寄生電容Cs會(hui) 影響電路的穩定性,其補償(chang) 措施見圖。放大器的輸入端一般存在約幾皮法的寄生電容Cs,其頻帶的上限頻率約為(wei) :

ωh=1/(2πRfCs)

為(wei) 了保持放大電路的電壓放大倍數較高,更通用的方法是在Rf上並接一個(ge) 補償(chang) 電容Cf,使RinCf網絡與(yu) RfCs網絡構成相位補償(chang) 。RinCf將引起輸出電壓相位超前,由於(yu) 不能準確知道Cs的值,所以相位超前量與(yu) 滯後量不可能得到完全補償(chang) ,一般是采用可變電容Cf,用實驗和調整Cf的方法使附加相移最小。若Rf=10kΩ,Cf的典型值絲(si) 邊3~10pF。對於(yu) 電壓跟隨器而言,其Cf值可以稍大一些。

3.運放電源旁路電容

旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除,去藕是為(wei) 保證輸出端的穩定輸出

每個(ge) 集成運放的電源引線,一般都應采用去偶旁路措施,如圖所示圖中的高頻旁路電容,通常可選用高頻性能優(you) 良的陶瓷電容,其值約為(wei) 0.1μF。或采用lμF的鉭電容。這些電容的內(nei) 電感值都較小。在運放的高速應用時,旁路電容C1和C2應接到集成運放的電源引腳上,引線盡量短,這樣可以形成低電感接地回路。

注:當所使用的放大器的增益帶寬乘積大於(yu) 10MHz時,應采用更嚴(yan) 格的高頻旁路措施,此時應選用射頻旁路電容,對於(yu) 通用集成芯片,對旁路的要求不高,但也不能忽視,通常最好每4~5個(ge) 器件加一套旁路電容。不論所用集成電路器件有多少,每個(ge) 印刷板都要至少加一套旁路電容。

在直流電源回路中,負載的變化會(hui) 引起電源噪聲。例如在數字電路中,當電路從(cong) 一個(ge) 狀態轉換為(wei) 另一種狀態時,就會(hui) 在電源線上產(chan) 生一個(ge) 很大的尖峰電流,形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑製因負載變化而產(chan) 生的噪聲,是印製電路板的可靠性設計的一種常規做法,配置原則如下:

●電源輸入端跨接一個(ge) 10~100uF的電解電容器,如果印製電路板的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗幹擾效果會(hui) 更好。

●為(wei) 每個(ge) 集成電路芯片配置一個(ge) 0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印製電路板空間小而裝不下時,可每4~10個(ge) 芯片配置一個(ge) 1~10uF鉭電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz~20MHz範圍內(nei) 阻抗小於(yu) 1Ω,而且漏電流很小(0.5uA以下)。

●對於(yu) 噪聲能力弱、關(guan) 斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chu) 型器件,應在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。

●去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。

在直流電源回路中,負載的變化會(hui) 引起電源噪聲。例如在數字電路中,當電路從(cong) 一個(ge) 狀態轉換為(wei) 另一種狀態時,就會(hui) 在電源線上產(chan) 生一個(ge) 很大的尖峰電流,形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑製因負載變化而產(chan) 生的噪聲,是印製電路板的可靠性設計的一種常規做法,配置原則如下:

●電源輸入端跨接一個(ge) 10~100uF的電解電容器,如果印製電路板的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗幹擾效果會(hui) 更好。

●為(wei) 每個(ge) 集成電路芯片配置一個(ge) 0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印製電路板空間小而裝不下時,可每4~10個(ge) 芯片配置一個(ge) 1~10uF鉭電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz~20MHz範圍內(nei) 阻抗小於(yu) 1Ω,而且漏電流很小(0.5uA以下)。

●對於(yu) 噪聲能力弱、關(guan) 斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chu) 型器件,應在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。

●去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。在直流電源回路中,負載的變化會(hui) 引起電源噪聲。例如在數字電路中,當電路從(cong) 一個(ge) 狀態轉換為(wei) 另一種狀態時,就會(hui) 在電源線上產(chan) 生一個(ge) 很大的尖峰電流,形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑製因負載變化而產(chan) 生的噪聲,是印製電路板的可靠性設計的一種常規做法,配置原則如下:

●電源輸入端跨接一個(ge) 10~100uF的電解電容器,如果印製電路板的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗幹擾效果會(hui) 更好。

●為(wei) 每個(ge) 集成電路芯片配置一個(ge) 0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印製電路板空間小而裝不下時,可每4~10個(ge) 芯片配置一個(ge) 1~10uF鉭電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz~20MHz範圍內(nei) 阻抗小於(yu) 1Ω,而且漏電流很小(0.5uA以下)。

●對於(yu) 噪聲能力弱、關(guan) 斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chu) 型器件,應在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。

●去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。

Tags:三極管,開關三極管,電容的作用  
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