劉堅強電子學《電子元器件電路基礎》6-2 NPN三極體開關電路

2020-12-06 劉堅強官方網站

NPN三極體開關電路概述

三極體除了可以做交流信號放大器之外,也可以做開關用。三極體有NPN和PNP兩種,它們都可以做開關管,具體是用哪一種,要根據實際電路來選擇。用NPN三極體做開關管的電路,就是NPN三極體開關電路。

NPN三極體開關電路實物

在《電源維修電子基礎》的開關管這一章,我們講的是功率型開關管,象這些大個子就是大功率三極體(如圖6-2-1所示)。

圖6-2-1 大功率三極體

這裡以小功率的三極體來講解,小功率的三極體常見的有C3203、2907A、A733、A928等等(如圖6-2-2所示)。

圖6-2-2 小功率三極體

它們可以在小電壓、小電流場合做開關管,比如控制VCC電壓的通斷、控制驅動信號的有無、控制風扇電壓的高低等等。

來看一個實際電路,微處理器RTD2120L的第1腳是INV_ON#高壓板開啟信號(如圖6-2-3所示)。

圖6-2-3 高壓板開啟信號

後面的#表示低電平有效,意思是低電平開啟,也就是說微處理器晶片不工作時,這個腳是高電平,工作時是低電平。

如果我們想微處理器晶片工作時,高壓板上有電壓,且是+3.3V,那該如何設計呢?大家先停下來想一想,再看這個地方是如何設計的。

三極體的C極(如圖6-2-4所示)毫無疑問接3.3V,因高壓板工作需要這個電壓,所以要從C極上引出一條路過來。平時沒有電壓,也就是說微處理器晶片不工作時C極電壓要對地。E極是接地。

圖6-2-4 三極體的C極

我們知道微處理器晶片第1腳不工作時是高電平,什麼三極體高電平一直是導通的?當然是NPN三極體。

照剛才的思路,這裡就要選用NPN三極體,看是不是?Q202上印記是WO4,是NPN三極體PMBS3904。

C極經R202 472到3.3V,這邊經R201 200Ω到高壓板,E極接地,B極經電阻到微處理器晶片的第1腳。

NPN三極體開關電路圖

補一個三極體,NPN,B極受控於微處理器的第1腳,C極接3.3V的同時到高壓板,E極接地,Q202 PMBS3904(如圖6-2-5所示)。

圖6-2-5 NPN三極體開關電路圖

NPN三極體開關電路分析

微處理器晶片不工作時,三極體Q202的B極是一個高電平,NPN三極體一直是導通的,3.3V經導通的三極體流向地,ON/OFF上沒有電壓。

當微處理器晶片工作時,第1腳經電阻發出一個低電平信號,NPN三極體截止,3.3V到地的通路被切斷,從這條路上到ON/OFF。

從這裡可以看出,三極體用作開關管的時候非常簡單,根本不要涉及到任何所謂的公式計算。

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