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  • 三极管在饱和区做电子开关解析
    • 发布时间:2021-07-19 18:57:04
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    三极管在饱和区做电子开关解析
    三极管电子开关
    三极管是一种电流放大器件,一般是用来放大电流或者作为电子开关使用,本文主要以电子开关这种用法进行说明。
    对于NPN型三极管,做开关用法的三极管接法一般如下图所示(先忽略参数)。
    三极管 电子开关
    在输入端给一个电压3V后,三极管的基极就会有电流,我们可以通过调节电阻R1(这里是10K),R2(这里是4.7K)的大小来改变基极电流的大小。
    由于三极管基极与发射极间的压降约为0.7V左右(上图中为0.771V),因此电阻R2上的电流为0.7V/R2,即164uA,电阻R1上的电流为(Ui-0.7)/R1,即223uA,R1上的电流减去R2上的电流就是三极管基极电流,即59uA。
    当三极管的电流放大倍数为100时,三极管集电极的电流为放大倍数乘基极电流,即59uAx100=5.9mA,因此1K的集电极电阻上的压降为5.9mAx1k=5.9V。
    由于集电极电阻与地间的电源电压为9V,所以三极管集电极上的电压为9V-5.9V=3.1V,三极管工作在放大区。我们如果将集电极电阻从1K改到10k,看看这时会发生什么情况。
    按照前面说的,在三极管工作在放大区时,集电极电流应该是5.9mA,因此集电极电阻的压降应该是5.9mAx10k=59V,但是电源只有9V,不可能会产生比电源电压更大的压降。
    就算是三极管集电极与发射极间的压降为0V,集电极上的电流最大也只有0.9mA,相当于电流放大了15.3倍。
    由于这时三极管的集电极电压接近于0V,如果把集电极与发射极想像成一个开关的话就像是该开关闭合了,如下图所示。
    三极管 电子开关
    当输入的3V电压变成0V后,由于基极电流变成0,集电极电流也为0,这时集电极电压就是9V,相当于开关断开,如下图所示。
    三极管 电子开关
    另外还可以通过减小基极电阻的方法使三极管工作在饱和区。
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