使用NPN晶體管的應用有很多種,最常見的電路其實就是用作開關,邏輯,以及放大應用,當我們將晶體管用作開關以及邏輯電路中時,此時三極管一般是在截止區和飽和區狀態下工作。簡單來說為了使得三極管飽和,就應該有足夠的基極電流。如果要使三極管關斷,就需要切斷基極電流,接下來就講一下使三極管工作在飽和區的電路設計步驟。
1.飽和區電路設計整體步驟
a.首先要做的是選擇正確的電路配置
所謂電路配置,其實就是說我們首先要搭建出三極管放大電路的拓撲,只有搭建了拓撲才能進一步確認器件參數。
b.通過Rb和Rc設置基極和集電極的工作電流。
c.確認集電極電流和基極電流的比值小于等于2:Ic/Ib≤2;
d.最后就是再次計算電路中電流參數,確保無誤。
2.實例分析
為了便于理解,接下來我們實際搭建一個三極管工作在飽和區的開關工作電路,比如 下面的電路,VBB 由MCU或其他驅動電路提供驅動信號,需要注意的是我們要考慮好基極電流值,確保使其不會超過微控制器或驅動電路的額定值。例如,MCU單個輸出管腳可以提供的最大驅動電流為 4mA,考慮到余量,那么我們設置基極電流(IB)至多為該電流的 75%,因此,基極的設定點電流為3mA。
a.選擇電路拓撲如下:VBB = 5V、VCC = 10V;
b.設置基極電流:Ib=3mA;
c.將集電極電流 (I C ) 與基極電流 (I B ) 之比設置為 2(或更低),那么我們就可以得出集電極電流:
Ic=2*Ib=6mA;
d.計算電阻阻值:
基極電阻阻值可以按下面的公式進行計算:Rb = (VBB-VBE) / IB;可以假設VBE為0.7V,可以計算出Rb的阻值為1433.33歐姆,最接近的標準電阻值為1.43k。
Rc 可以使用以下公式求解:Rc = VCC / IC = 10V/ 6mA = 1.67kΩ,最接近的標準值為1.69k Ω,使用這個值。
e.最后就是對選用的器件參數進行計算確認,簡單點我們可以采用仿真軟件進行模擬。
審核編輯:湯梓紅
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