1、常用三極體電路設計——電阻取值
關注引數:電流放大倍數β
三極體作為開關用途:
工作在飽和區(導通),工作在截止區(不導通)
啥叫飽和狀態?
假定三極體工作在放大狀態,那麼放大倍數就是β,
如果基極有Ib電流流過,那麼集電極Ic=β*Ib,Ic也會在Rc上面產生壓降Urc。
如下圖:
Uce+Urc=Vcc
顯然,Ib越大,Urc=β*Ib*Rc越大,如果Ib足夠大,那麼 Urc=Vcc時,Uce=Vcc-Urc=0。
繼續增大Ib,Uce會變成負的嗎?
Uce<0是不可能的,因為如果電壓反向,那麼電流也要反向,這顯然是不成立的。實際Uce也就繼續保持接近於0,那麼也就是說此時Ic的實際電流是小於β*Ib的,此時電路已經滿足不了β的放大倍數,三極體已經不是在放大狀態,而是進入飽和狀態了。
從以上描述我們很容易得出來,我們只需要讓計算出的Urc=β*Ib*Rc>Vcc,那麼三極體就是工作在飽和狀態的。
舉例:
1、LED燈的例子
已知條件:輸入控制電壓高電平為3.3V,電源電壓為5V,燈的導通電流10mA,燈導通電壓2V,三極體選用型號MMBT3904
查晶片手冊,MMBT3904的放大倍數β(hfe)如下圖所示:
Ic=10mA時,放大倍數最小為100。
Ib=10mA/100=100uA,三極體導通時,Vbe約為0.7V,繼而求得Rb=(3.3-0.7V)/100uA=26K。
也就是說只要Rb<26K,三極體就工作在了飽和狀態,像這種情況,我一般取Rb=2.2K,或者是1K,4.7K,10K,這樣Ib更大,更能讓三極體工作在飽和狀態。
解釋:
C1可在強幹擾的環境下,有效的濾除干擾訊號,避免蜂鳴器變音和意外發聲。
C3為電源濾波電容,濾除電源高頻雜波。
電阻R18的作用:
R18可提升高電平的門檻電壓。若刪除R18,則三極體的高電平門檻電壓只有0.7V,即R1輸入端只要超過0.7V就有可能導通,新增R18情況就不同了,對應上圖,當輸入電壓達到約2.2V時,三極體才會飽和導通。
無源蜂鳴器本質上是一個感性元件,其電流不能瞬變,因此必須有一個續流二極體D1提供續流。否則,在蜂鳴器兩端會有反向感應電動勢,產生幾十伏的尖峰電壓,可能損壞驅動三極體,並干擾整個電路系統的其它部分。
例子:採用MMBT4401三極體
查晶片手冊,MMBT4401的放大倍數β(hfe)如下圖所示:
IC=150mA時,放大倍數最小為100.
Ib=150mA/100=150uA,三極體導通時,Vbe約為0.7V,繼而求得Rb=(3.3-0.7V)/150uA=1.7K。
也就是說只要R1<1.7K,三極體就工作在了飽和狀態.