0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

三极管是如何实现电子开关功能的?

姚小熊27 来源:xx 2019-08-14 16:55 次阅读

三极管的基本原理

三极管和MOS管都可以作为电子开关使用,三极管属于电流控制元器件,跟MOS管不同,MOS管属于电压控制元器件。

三极管有两种类型,NPN型和PNP型,其结构示意图如下图所示。可以看出,三极管是由两个PN结经过特殊的工艺技术处理形成的。三极管有三个极:基极、集电极和发射极,基极用字母b表示,集电极用字母c表示,发射极用字母e表示。

三极管是如何实现电子开关功能的?

三极管正常工作时有三个区间:截止区、放大区和饱和区。

截止区:Ube<死区电压,死区电压一般为。0.3V~0.6V左右,具体跟三极管的特性有关,每个三极管型号都会有自己的死区电压,具体可查三极管型号的datasheet,会有相应的说明。此区间基极电流Ib=0。

放大区:放大区的主要特点是发射结正偏,集电结反偏,Ic=βIb,β为三极管的放大倍数。

饱和区:此区间发射结正偏,集电结正偏,注意:和放大区有所不同。Uce<Ube,βib>ic,Uce≈0.3V。

三极管是如何实现电子开关功能的?

三极管如何实现电子开关功能

了解了三极管的基本原理之后,那么,三极管是怎么实现电子开关功能的呢?

电子开关主要控制三极管处于两个工作区间:饱和区和截止区,

三极管饱和-----实现电子开关的“开”功能

三极管截止-----实现电子开关的“关”功能

当然,三极管处于非饱和区间的放大区,三极管也处于导通状态,也可以实现三极管的开状态,只是此时的电流并未达到三极管的最大电流,内阻比较大,对于负载电流较小时,也可以在此区间实现电子开关的“开”功能。一般我们使用三极管当电子开关时,为了能够使三极管达到最大输出电流,一般都会设计将三极管处于饱和区间。

举例说明:

下面三极管控制灯泡为例,通过处理器(比如单片机DSPARMFPGA等)的I/O口控制小灯泡,NPN和PNP三极管的接法有些不同,NPN型三极管当下管使用,控制灯泡的负极;PNP型三极管当上管使用,控制灯泡的正极。(为什么NPN型三极管当下管使用,而PNP型三极管当上管使用?在本人另一篇文章当中当中有详细说明)

具体原理如下图所示。

三极管是如何实现电子开关功能的?

NPN型三极管原理实现过程:当I/O口输入低电平时,由于Ube<死区电压,Ib=0,三极管处于截止状态,所以灯泡不亮;当I/O口输入高电平(3.3V或5V等)时,三极管导通,灯泡燃亮。根据I/O口的高电平状态,选择合适的基极电阻R1,使三极管处于饱和状态,计算方法为:R1≈(U-Ube)*β/Ic,其中U为I/O口输入电压,β为三极管放大倍数,Ic为三极管最大集电极电流,Ube为基极与发射极之间的压差,一般为0.4V~0.6V左右。

R2为下拉电阻,阻值选择大一些,至少应比R1大一个数量级,这样在计算R1阻值时,可以忽略R2的存在,若R1与R2电阻大小相当时,需要考虑分流情况。此时,R1的电流IR1=Ib+Ube/R2,所以R1=(U-Ube)/IR1=(U-Ube)/(Ib+Ube/R2)。计算较复杂。

PNP型三极管原理实现过程与NPN型三极管类似,PNP型三极管控制灯泡的正极,具体过程:当I/O口输入高电平(VCC)时,UBE无压差,Ib=0,三极管处于截止状态,所以灯泡不亮;当I/O口输入低电平时,三极管处于导通状态,灯泡燃亮。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 三极管
    +关注

    关注

    142

    文章

    3599

    浏览量

    121632
  • 电子开关
    +关注

    关注

    5

    文章

    109

    浏览量

    32803
  • NPN型三极管
    +关注

    关注

    2

    文章

    49

    浏览量

    16245
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    利用三极管设计开关电路

    很多工程师在上学时被老师讲的三极管的各种电路接法,和小信号模型分析给绕晕了。而且大学的课本大多数都是在讲三极管的放大特性。其实在实际的电路设计中,三极管的很多应用场景只是利用三极管
    发表于 09-02 10:15 3133次阅读

    三极管的应用电路 NPN和PNP型三极管的区别

    、9013、S8050。 单片机应用电路中三极管主要的作用就是开关作用。 其中9012与8550为PNP型三极管,可以通用。 其中9013与8050为NPN型三极管,可以通用。
    发表于 04-03 09:48 7968次阅读
    <b class='flag-5'>三极管</b>的应用电路 NPN和PNP型<b class='flag-5'>三极管</b>的区别

    双向触发三极管,双向触发三极管是什么意思

    双向触发三极管,双向触发三极管是什么意思    双向触发三极管又称为三极管交流开关(TRIAC)。它是在五层双向
    发表于 02-26 14:57 1750次阅读

    三极管,三极管是什么意思

    三极管,三极管是什么意思 三极管 半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的
    发表于 03-06 09:36 1.1w次阅读

    详解三极管开关电路的设计方法

    三极管除了可以当做交流信号放大器之外,也可以做为开关之用。严格说起来,三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同,但是它却具有一些机械式开关
    的头像 发表于 12-07 10:21 4.9w次阅读
    详解<b class='flag-5'>三极管</b><b class='flag-5'>开关</b>电路的设计方法

    三极管和继电器的区别 三极管电路总结

    在嵌入式电路中经常使用IO口来控制某些电路的开关功能,此时三极管可作为开关器件来使用。作为开关器件使用时需使用
    的头像 发表于 09-23 10:02 2w次阅读
    <b class='flag-5'>三极管</b>和继电器的区别 <b class='flag-5'>三极管</b>电路总结

    开关三极管的应用_开关三极管常用型号

    对应于开关的断开与闭合两种状态。开关三极管广泛应用于各类开关电路,例如各类电子负载控制、开关电源
    的头像 发表于 08-18 09:13 1.2w次阅读

    三极管开关特性

    1、三极管电子中应用三极管在我们数字电路和模拟电路中都有大量的应用,在我们开发板上也用了多个三极管。在我们板子上的 LED 小灯部分,就有这个三极
    发表于 10-22 14:06 57次下载
    <b class='flag-5'>三极管</b>的<b class='flag-5'>开关</b>特性

    PNP三极管和NPN三极管开关电路

    ,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在
    发表于 10-23 09:06 217次下载
    PNP<b class='flag-5'>三极管</b>和NPN<b class='flag-5'>三极管</b>的<b class='flag-5'>开关</b>电路

    详细阐述三极管作为开关功能

    晶体(三极管)的功能之一就是作为开关,利用其截止特性,实现开关
    的头像 发表于 10-20 09:08 2749次阅读

    开关三极管的应用和常用型号

    对应于开关的断开与闭合两种状态。开关三极管广泛应用于各类开关电路,例如各类电子负载控制、开关电源
    的头像 发表于 04-12 11:23 4170次阅读

    细说三极管

    晶体三极管出现之前是真空电子三极管电子电路中以放大、开关功能控制电流。早期,由于锗晶体较易获得
    的头像 发表于 04-19 14:26 1286次阅读

    三极管的基本原理 三极管如何实现电子开关功能

    三极管有两种类型,NPN型和PNP型,其结构示意图如下图所示。可以看出,三极管是由两个PN结经过特殊的工艺技术处理形成的。三极管:基
    发表于 09-16 11:26 1057次阅读
    <b class='flag-5'>三极管</b>的基本原理 <b class='flag-5'>三极管</b>如何<b class='flag-5'>实现</b><b class='flag-5'>电子</b><b class='flag-5'>开关</b><b class='flag-5'>功能</b>

    什么是三极管 三极管的工作原理是什么

    三极管是一种半导体电子器件,由两个PN结构成。它有个电极:发射(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。三极管
    的头像 发表于 12-30 17:13 2138次阅读
    什么是<b class='flag-5'>三极管</b>  <b class='flag-5'>三极管</b>的工作原理是什么

    如何测试三极管的性能

    三极管,也称为晶体,是电子电路中的基本组件之一,用于放大、开关和信号调制等多种功能。 一、三极管
    的头像 发表于 11-01 15:06 320次阅读