数字电路中常见器件应用分析-三极管

Posted 2020-10-30 南有乔木z

 一、 三极管简介 

• 种类

　　 根据构成三极管中的三块半导体类型的不同，有NPN型和PNP型两种；根据材料的不同有硅管和锗管两种，常见的硅管，Vbe间的压降是0.7V，锗管则是0.2V。

• 作用

　　  三极管有三种状态，放大、截止和饱和，是一种控制电流的半导体器件。利用不同的状态特性，三极管的主要作用有两个：

　　 1.将微弱信号放大成幅值较大的电信号

　　 2.用作无触点开关-即开关特性。

 二、 三极管用作开关 

• 开关条件

　　不管是NPN型还是PNP型三极管，三极管的导通条件是：箭头朝内PNP，箭尾的电压高于箭头的电压0.7V（硅管），导通电压顺箭头过，电压导通，电流控制。

• 具体电路分析

　　

　    　　　　　　  图 1 NPN型

　　当VCC开启后，因为R1/R2组成分压网络，则Vr2=Vcc*（R2/(R1+R2)），因为Vb>Ve(会分得0.7V，Vbe=0.7v)，所以三极管导通，PIN的引脚为持续的低电压。

　   (由于晶体管基极电荷存储积累效应使晶体管从导通到断开有一个过渡过程--当晶体管断开时，由于R1的存在，减慢了基极电荷的释放，所以Ic不会马上变为零。也就是说发射极接地型开关电路存在关断时间，不能直接应用于中高频开关。常见应用电路：http://www.dzsc.com/data/2017-5-9/112152.html)

　　　

　　　　　　　　图2.NPN型

　　　　图2分析，当PIN引脚输出高电平时，Vpin经过R1、BE后到地，Vbe>0.7V,则三极管导通。

　　　　若vcc=5V，此时Vbe=0.7V，Vce=0.2V，则Vr2=Vcc-Vled-Vbe-Vcb=5-0.9-2=2.1V，Iled=2.1/1000=2mA.

　　　　

　　　　　　　　　　           图3.PNP

 　　 　　图3所示，当PIN为低电压0时，则Ve>Vb，三极管导通,Vbe=0.7V，剩下的4.3V会落在R1上。LED二极管的压降2V，如果不算三极管PN接的压降，则会有3V的电压落在R2上。

　　因此，可以计算LED回路的电流为3mA。如果要使三极管处于饱和状态，利用开关特性，需要满足Ib>=Ice/β=3mA/100=30uA。则R1 = 4.3V/30uA = 143KΩ。即R1<143，当然不能太小，否则

　　PIN引脚电流过大，损坏器件。

 

　　

三、三极管的放大特性