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發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:74
由于對(duì)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﹕
因此,基極電流最少應(yīng)為:
上式表出了IC和IB之間的基本關(guān)系,式中的β值代表三極管的直流電流增益,對(duì)某些三極管而言,其交流β值和直流β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﹕
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。
總而言之,三極管接成圖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NPN三極管亦可以被當(dāng)作開關(guān)來使用,只是比較不常見罷了。
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
由方程式(1) 可知
因此輸入電壓可由下式求得﹕
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,卻不須要裝上散熱片,因?yàn)楫?dāng)負(fù)載電流流過時(shí),三極管呈飽和狀態(tài),其VCE趨近于零,所以其電流和電壓相乘的功率之非常小,根本不須要散熱片。
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