驅動篇 -- BJT電晶體應用

2021-02-19 硬體家園



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一、原理介紹

晶體三極體中有兩種帶有不同極性電荷的載流子參與導電,故稱之為雙極性電晶體(BJT),又稱半導體三極體。

以NPN為例進行說明:

  

1、截止區。其特徵是發射結電壓小於開啟電壓且集電結反向偏置,對於共射電路,Ube≤Uon且Uce>Bbe,此時,Ib=0,Ic≈0;

2、飽和區。其特徵是發射結電壓大於開啟電壓且集電結正向偏置,對於共射電路,Ube>Uon且Uce<Bbe,此時,隨著Ib的增大,Ic增大不多或基本不變;

3、放大區。其特徵是發射結電壓大於開啟電壓且集電結反向偏置,對於共射電路,Ube>Uon且Uce≥Ube,此時,Ic=βIb。

 

二、應用說明

實際應用時,電晶體常作開關使用,放大電路使用集成電路。

此時,電晶體工作在截止區與飽和區。

截止區,Ic≈0,此時,P=Ic*Uce很小
飽和區,Uce深度飽和電壓很小,P=Ic*Uce相對也很小。

 

三、項目實戰

BJT電晶體是流控型器件,小電流控制大電流,與MOS管不同的是,電晶體的驅動電流Ib很小,對驅動源的要求很低,通常,單片機的IO口可以直接驅動。

BJT電晶體工作在飽和區時,儘管Uce很小,如果Ic很大,發熱還是蠻大,所以,常用作小功率器件驅動與大功率MOS管的前級驅動。

   1、驅動蜂鳴器

   

說明:BUZ為高電平,蜂鳴器工作。

 

  2、與PMOS組成電源開關

  

   3、圖騰柱驅動電路

   

 

工作說明:

1、PWM為高電平,Q4導通,Q3截止,U8的寄生電容Cgs通過Q2與R6放電,U8關閉;

2、PWM為低電平,Q4截止,Q2截止,12V電壓通過Q3給U8的寄生電容Cgs充電,U8導通;

3、R3為限流電阻,避免Cgs的充放電電流過大;

4、R6的作用:Cgs放電時,通過Q2與放電,只能放到0.7V左右,加上R6,就可以放到0V,確保關閉MOS;

5、此電路可以用於有刷直流電機的PWM調速;

 

四、小結

BJT電晶體是驅動電路常用的開關型器件,應用時需要讓電晶體工作在截止與深度飽和區。 

BJT電晶體涉及的知識點很多,本文只是簡要的介紹了下,僅僅起到拋磚引玉的作用,日後設計過程中,需要不斷的總結經驗,溝通交流,以達到真正的理解,靈活運用。

 

  

 

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講師:劉傑,軟硬體工程師,10多年單片機產品開發經驗。長期進行單片機實戰項目教學。

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