開(kāi)關(guān)三極管分類_開(kāi)關(guān)三極管的使用誤區(qū)

　開(kāi)關(guān)三極管分類

　　開(kāi)關(guān)三極管因功率的不同可分為小功率開(kāi)關(guān)管、中功率和大功率開(kāi)關(guān)管。常用小功率開(kāi)關(guān)管有3AKl-5、3AKll-15、3AKl9-3AK20、3AK20-3AK22、3CKl-4、3CK7、3CK8、3DK2-4、3DK7-9。

　　常用的高反壓、大功率開(kāi)關(guān)管有：2JD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等，它們的最高反壓都在1500V以上。

　開(kāi)關(guān)三極管的使用誤區(qū)

　　數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，常常需要把數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)擴(kuò)流器件來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器、LED、繼電器等需要交大電流的器件，用得最多的就是三極管。然而在使用過(guò)程中，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，三極管就無(wú)法工作在正常開(kāi)關(guān)狀態(tài)，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。

　如圖（a）所示，用NPN三極管，蜂鳴器連接到三極管的集電極，驅(qū)動(dòng)信號(hào)是常見(jiàn)的3.3V或者5V

　　TTL電平，高電平導(dǎo)通，電阻按照經(jīng)驗(yàn)值取4.7KΩ，三極管導(dǎo)通時(shí)假設(shè)高電平為5v，基極電流為：

　　Ib=（5-0.7）V÷4.7KΩ=0.9mA

　　它可以使三極管完全飽和。

　　如圖（b）所示，用NPN三極管，同樣把蜂鳴器連接到三極管集電極，不同的是是還用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是5V的TTL電平。

　　以上兩個(gè)電路都可以正常工作，只要PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作在合適的頻率下，蜂鳴器（有源）就會(huì)發(fā)出最大的聲音。

圖2和圖1對(duì)比，最大的區(qū)別就是被驅(qū)動(dòng)器件連接到了三極管的發(fā)射機(jī)。

　　如圖（c）所示，三極管導(dǎo)通時(shí)假設(shè)高電平是5V，基極電流為

　　Ib=（5-0.7-UL）V÷4.7KΩ

　　其中，UL為被驅(qū)動(dòng)器件上的壓降。可以看出，同樣取積極電阻為4.7KΩ，流過(guò)基極的電流會(huì)比圖1中的（a）電路電流要小，小多少需要看UL為多少：如果UL較大，那么相應(yīng)的Ib也就會(huì)很小，很有可能導(dǎo)致三極管無(wú)法工作在飽和狀態(tài)，使得驅(qū)動(dòng)器件無(wú)法動(dòng)作。有人認(rèn)為把基極電阻調(diào)小就好了，可是被驅(qū)動(dòng)器件的壓降是很難獲知的，有些被驅(qū)動(dòng)器件的壓降是變動(dòng)的，這樣一來(lái)，基極電阻就很難選擇合適：阻值選的太大，會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)失敗；阻值選擇太小，損耗又變大。所以，不在萬(wàn)不得已的情況下，不建議用圖2的兩種電路。

   　如圖3，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為3.3V電平，而被驅(qū)動(dòng)器件導(dǎo)通電壓需要5V。在3.3V單片機(jī)電路中，若不小心，就容易設(shè)計(jì)出這兩種電路。

　　如圖（e）所示，這是典型的“發(fā)射極正偏，集電極反偏”的放大電路，或者叫做射極輸出器。當(dāng)PWM信號(hào)為3.3V時(shí)，三極管發(fā)射極電壓為3.3V-0.7V=2.6V，無(wú)法達(dá)到期望的5V。

　　如圖（f）所示，這是一個(gè)失敗的電路。首先，這個(gè)電路無(wú)法斷開(kāi)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM為3.3V高電平是，Ube=5V-3.3V=1.7V仍然可以使三極管導(dǎo)通，于是電路無(wú)法斷開(kāi)。在這里，有人會(huì)說(shuō)用過(guò)這個(gè)電路，他沒(méi)有問(wèn)題，而且單片機(jī)的電壓也是3.3V。筆者個(gè)人認(rèn)為這個(gè)人用的是OD（開(kāi)漏）驅(qū)動(dòng)方式，而且是真正的ＯＤ或者是５Ｖ可以容忍的ＯＤ，比如ＳＴＭ３２的很多IO都可以設(shè)置為OD門(mén)驅(qū)動(dòng)方式，輸出高電平，信號(hào)就變成了高阻態(tài)，流過(guò)基極電流為0，三極管可以有效截止，這時(shí)候圖（f）依然有效。

　　綜上幾種電路，得到上圖兩種最優(yōu)電路。與圖（1）不同，圖（4）在基極和發(fā)射機(jī)之間增加了一個(gè)100KΩ的電阻，這個(gè)電阻有一定的作用，可以讓三極管有一個(gè)已知的默認(rèn)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)被除去的時(shí)候，三極管還處于截止?fàn)顟B(tài)。從安全性方面考慮，多加這個(gè)電阻還是很有必要的，或者說(shuō)可以讓三極管工作在更好的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。