三極管開關(guān)電路的分析設(shè)計(jì)方案

1、三極管開關(guān)電路的分析設(shè)計(jì)由于對硅三極管而言，其基射極接面之正向偏壓值約為 0.6伏特， 因此欲使三極管截止，Vin必須低于0.6伏特，以使三極管的基極電 流為零。通常在設(shè)計(jì)時(shí)，為了可以更確定三極管必處于截止?fàn)顟B(tài)起見， 往往使Vin值低于0.3伏特。（838電子資源）當(dāng)然輸入電壓愈接近 零伏特便愈能保證三極管開關(guān)必處于截止?fàn)顟B(tài)。 欲將電流傳送到負(fù)載 上，則三極管的集電極與射極必須短路， 就像機(jī)械開關(guān)的閉合動(dòng)作一 樣。欲如此就必須使 Vin達(dá)到夠高的準(zhǔn)位，以驅(qū)動(dòng)三極管使其進(jìn)入 飽和工作區(qū)工作，三極管呈飽和狀態(tài)時(shí)，集電極電流相當(dāng)大，幾乎使 得整個(gè)電源電壓Vcc均跨在負(fù)載電阻上，如此則 VcE便接近于

2、0,而 使三極管的集電極和射極幾乎呈短路。 在理想狀況下，根據(jù)奧姆定律 三極管呈飽和時(shí)，其集電極電流應(yīng)該為：Vccc他和川"rZ7因此，基極電流最少應(yīng)為：rIc（sat） VCC"他和）二二B BRld 曲www* d i Hngon. coni上式表出了 IC和IB之間的基本關(guān)系，式中的（3值代表三極管的 直流電流增益，對某些三極管而言，其交流3值和直流3值之間,有著甚大的差異。欲使開關(guān)閉合，則其 Vin值必須夠高，以送出超過 或等于（式1）式所要求的最低基極電流值。由于基極回路只是一個(gè) 電阻和基射極接面的串聯(lián)電路，故 Vin可由下式來求解：%cRbVin=I 田飽和)R

3、u+0.6VVin 二+0.6VLD武 2)一旦基極電壓超過或等于(式2)式所求得的數(shù)值，三極管便導(dǎo)通， 使全部的供應(yīng)電壓均跨在負(fù)載電阻上，而完成了開關(guān)的閉合動(dòng)作?？偠灾龢O管接成圖1的電路之后，它的作用就和一只與負(fù) 載相串聯(lián)的機(jī)械式開關(guān)一樣，而其啟閉開關(guān)的方式，則可以直接利用 輸入電壓方便的控制，而不須采用機(jī)械式開關(guān)所常用的機(jī)械引動(dòng) (mechanical actuator)、螺管柱塞(solenoid plunger)或電驛電樞(relay armature)等控制方式。為了避免混淆起見，本文所介紹的三極管開關(guān)均采用 NPN三極管， 當(dāng)然NPNE極管亦可以被當(dāng)作開關(guān)來使用，只是比較不常

4、見罷了。例題1試解釋出在圖的開關(guān)電路中，欲使開關(guān)閉合(三極管飽和)所須的 輸入電壓為何？并解釋出此時(shí)之負(fù)載電流與基極電流值解：由2式 可知，在飽和狀態(tài)下，所有的供電電壓完全跨降于負(fù)載電阻上，因此Vg 24Vb飽和尸瓦 =蠢=1-5A由方程式(1)可知Vcc _In他和尸n pV仇D24V'（150）（1642） =10niA% ww.（1 i ttn直on* com因此輸入電壓可由下式求得:Vi 門二 h（飽和）R 討 0.6V =（10mA）（1K）+O.6V=1O.6V24VVin3 = 150C '.III'WWW圖用三極管做為燈泡開關(guān)由例題1得知，欲利用三極管開關(guān)來控制大到1.5A的負(fù)載電流之 啟閉動(dòng)作，只須要利用甚小的控制電壓和電流即可。此外，三極管雖 然流過大電流，