三極管也叫雙極性晶體(ti) 管,是電流控製器件,在數字電路和模擬電路中廣泛應用。它有三個(ge) 極,分別基極b,集電極c,發射極e。
三極管有兩(liang) 種結構形式,分別是NPN型,PNP型。
三極管的作用是信號放大和開關(guan) 。在數字電路中,常用三極管做開關(guan) 電路。今天我們(men) 針對性地講三極管在開關(guan) 電路的設計應用。
三極管的輸出特性工作在三個(ge) 區:飽和區、放大區和截止區。對於(yu) 開關(guan) 電路,主要讓三極管工作在其中的兩(liang) 個(ge) 區:截止區和飽和區。
截止區:對於(yu) NPN型三極管,Ube<0.5V時已開始截止,但通常為(wei) 了保證可靠截止,常使 Ube=0或反向偏壓。三極管截止時,集電結處於(yu) 反向偏置,這時Ib,Ic,Ie電流均為(wei) 0。對於(yu) NPN三極管,集電極電壓Uc等於(yu) 電源電壓VCC,而對於(yu) PNP三極管,集電極電壓Uc=-VCC。
飽和區:在此狀態下,三極管發射結Ube處於(yu) 正向偏置,集電結Ubc也處於(yu) 正向偏置。對於(yu) NPN三極管,Ub>Uc,Ub>Ue,集電極與(yu) 發射極之間的電壓約0.2V;對於(yu) PNP三極管,Ub<Uc,Ub<Ue,集電極與(yu) 發射極之間的電壓約負0.2V;
當在三極管工作在截止區時,Ic約等於(yu) 0,發射極與(yu) 集電極之間就像一個(ge) 斷開的開關(guan) ,不導通了。當三極管工作在飽和區時,Uce約等於(yu) 0V,發射極與(yu) 集電極之間如同開關(guan) 接通了。
圖2:NPN型三極管開關(guan) 電路
圖2是NPN型三極管開關(guan) 電路,R1是基極電阻,限流作用;R2是下拉電阻,防止三極管受噪聲影響誤動作,當輸入低電平OV時,直接通過此電阻將基極接地了。當基極輸入5V,三極管導通;當輸入OV,三極管截止。
圖3:PNP型三極管開關(guan) 電路
圖3是PNP型三極管開關(guan) 電路,R1是基極電阻,限流作用;R2是上拉電阻,防止三極管受噪聲影響誤動作。當基極輸入5V時,三極管截止;當基極輸入OV時,三極管導通。
三極管開關(guan) 電路就是利用三極管這兩(liang) 種關(guan) 斷和導通的功能,實現電子開關(guan) 作用。但是在飽和狀態下,應避免三極管進入深度飽和,若管子進入深度飽和,其各極間的結電容將被充滿電,充放電時間就很長,從(cong) 而使三極管開通和開斷的時間會(hui) 延長。