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三极管开关电路(详解三极管作为电子开关使用的方法)

三极管开关电路(详解三极管作为电子开关使用的方法)

三极管构成的电子开关与普通的机械开关相比,具有体积小、无机械触点、开关速度快、便于用电信号控制等优点,广泛用于电子电路中。本文以常用的NPN型三极管为例,来介绍一下三极管作为电子开关使用的方法。▲NPN型三极管构成的电子开关。

上图中的8050三极管为常用的NPN型三极管,在这里作为电子开关使用去控制小灯泡的亮与灭。小灯泡为老式手电筒用的小灯泡。

上图电路中,只要输入电压Vin为高电平(这里假定高电平的幅度为5V,低电平的幅度为0V),则三极管VT获得偏流而导通,此时VT的c-e两极之间的电阻变得很小(数十Ω以下,具体大小与管子的饱和深度有关),如同一个闭合的开关,故此时小灯泡得电点亮。

当Vin为低电平时,VT无法获得偏流,其处于截止状态,此时VT的c-e两极之间的电阻变得甚大(在数十MΩ以上),如同一个断开的开关,故此时小灯泡熄灭。

图中的电阻R为三极管的基极限流电阻,用以防止前级驱动电路流入三极管的基极电流过大而损坏管子。下面介绍一下该电阻的计算方法。▲TO-92封装的8050三极管。

8050三极管的BVceo=25V,Icm=1.5A,Pcm=1W。

为了计算方便,这里假定选用的8050三极管的β为250,小灯泡的工作电流为250mA,则VT的基极电流Ib=Ic/β=250mA/250=1mA。也就是说,上图中的三极管VT要想饱和导通,其Ib应≥1mA。为了使VT能够处于深度饱和导通,以减小其饱和压降,一般可选(1.5~2)Ib,这里取2mA,则R=(5V-0.7V)/2mA=2.15KΩ(式中的5V为高电平的幅度,0.7V为三极管发射结的正向压降),实际中可以选用标称值为2KΩ或2.2KΩ的电阻。▲老式手电筒用的小灯泡。

顺便说一下,三极管作为电子开关使用时,选用β大一些的管子可以减轻前级驱动电路的负担。在负载电流不变时,三极管的β越大、基极驱动电流越大,则管子的饱和压降就越小。用三极管驱动继电器、指示灯时亦可以按上述方法来计算R的阻值。


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