三極管經(jīng)典電路

三極管反相電路&濾波電路

圖一

如上圖一所示，是一個三極管開關(guān)電路，Ib方波輸入信號：高電平為3V，低電平0V，運用Ib=1mA時三極管處于飽和導通狀態(tài)，確定R8=2K，下拉電阻之前講過直接使用2K,這樣R8=R9=2K,R7阻值根據(jù)后極負載確定大小，保證能夠正常驅(qū)動負載并留有余量即可，所有阻值都確定好以后，看一下輸入信號

當輸入高電平時候，三極管飽和導通,Vce=0V3近似0V，我們近似認為是0V，Vout=0V,此時輸入高電平，輸出低電平

當輸入低電平時候，三極管截止,Vce=12V，則Vout=12V，此時輸入低電平，輸出高電平

結(jié)論：輸入信號與輸出信號完成相位變化視為反向輸出

在實際電路設計過程中我們都希望輸入信號與輸出信號相位相同那怎么才能實現(xiàn)呢？

答案是再加一級反相電路，即“負負得正”

圖二

如上圖二所示，輸入高電平時候Q7飽和導通，Q7的Vce=0.3V,那此時Q6的基級就會被Q7的Vce鉗位到0.3V，不滿足三極管開通的條件，Q6處于關(guān)斷狀態(tài)，此時Vout輸出高電平，完成了輸入高電平輸出高電平的邏輯關(guān)系

同理輸入低電平時候Q7關(guān)斷狀態(tài)，Q6的基級通過R13接到+12V的電源，滿足Ib=1mA的條件，此時Q6飽和導通，Vout輸出低電平，同樣完成輸入低電平輸出低電平的邏輯，這樣就做到了輸入、輸出同相并對信號進行濾波處理且功率進行放大

為什么說三極管反相電路有濾波功能呢？

圖三

如上圖三所示，當輸入信號上有毛刺時候，經(jīng)過Ib輸入進三極管，而實際輸出信號是經(jīng)過功率放大后的輸出信號，不能說和輸入信號沒有關(guān)系，而是輸出信號實際上是+12V電源經(jīng)過邏輯電路輸出后的結(jié)果，Vout的輸出是12V電源提供能量，電源的紋波以及毛刺都是在設計時候需要嚴格控制的，且輸出信號與輸入信號是“隔離狀態(tài)”輸出的，故而利用三極管反向電路也能做到濾波效果，當然這個濾波效果比不了專業(yè)的濾波電路

下面介紹一下怎樣使用P型三極管實現(xiàn)反向、同相輸出

圖四

如上圖四所示，是一個P型三極管開關(guān)電路，Input方波輸入信號：高電平為3V，低電平0V，運用Ib=1mA時三極管處于飽和導通狀態(tài)得出R26=2K，回路方向為射集流向基級通過R26流向地或電源，P型三級管做開關(guān)管或是放大管時，同樣需要增加一個上拉電阻，作為在輸入信號高阻態(tài)或者異常狀態(tài)時候，給基級提供一個穩(wěn)定的狀態(tài),防止三極管誤導通導致設備出現(xiàn)異常運轉(zhuǎn)

下面分析一下P型三極管是怎么做到相位相反的，當輸入低電平時，Q12飽和導通，Ib流過1mA左右的電流，Iec回路飽和導通，C集作為輸出端，前面我們介紹過三極管飽和導通時Vce=0.3V,在P管上同樣適用，那么C點電壓近似等于電源電壓+3V,也就是說輸入低電平信號輸出高電平信號，當輸入高電平時，Ib沒有電流流過，三極管Q2處于關(guān)斷狀態(tài)，Iec回路關(guān)閉，C點通過R27被拉到地上，輸出低電平，則輸入高電平，輸出低電平，分析下來P型三極管也能做到反向輸出

在實際電路設計過程中我們都希望輸入、輸出信號相位相同那怎么才能實現(xiàn)呢？當然不能是兩個P管相接到一起實現(xiàn)了，具體是為什么呢，我們搭建一個電路來實際分析一下

圖五

如上圖五示，兩個P型三極管相連，當輸入高電平時Q16截止，繼而Q15也截止，Vout輸出低電平，當輸入低電平時Q16導通，繼而Q15導通，Vout輸出高電平，從結(jié)果看兩個P型三極管相連并沒有像兩個N型三極管相連一樣把輸入、輸出相位變化成同相位，那么問題來了怎樣的P管電路才能實現(xiàn)相位同相呢？提出問題并解決問題是電子人的使命，接下來我們來看一下下面這個電路是否能滿足我們的要求

圖六

如上圖六示，N型+P型三極管相連，當輸入高電平時Q14的Ib流過1mA左右的電流，且射集接地，滿足三極管飽和導通的條件，則判斷出Q14飽和導通,那A點等于0.3V，那Q13自然導通，Vout輸出高電平，當輸入低電平時，Q14的Ib沒有電流流過，Q14截止，那么此時A點被拉高到+3V，導致Q13也同樣處于截止狀態(tài)，則Vout輸出低電平，這個電路此時就滿足我們使用P管電路完成輸出、輸出相位相同的要求

總結(jié)：這個電路還有一個優(yōu)點，N型三極管作為輸入端對輸入信號源要求不高，如果是P管作為輸入端對輸入信號的閾值有要求，我們設計電路時候一般都是使用單片機IO口作為信號源目前市面上常用的單片機一般情況都是3V供電，如果對信號源要求過高的話，設計電路的通用性以及可移植性就比較差，有一句經(jīng)典的話來這樣形容三極管：“P管上接天（電源正極），N管下接地（電源負極）”

審核編輯：湯梓紅