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晶體三極管的一些常見應用電路

日期:2021/1/15 10:19:38
摘要:三極管開關電路目前在開關電源、電子產品以及照明等領域的應用非常廣泛,對于剛剛開始接觸電子產品設計的新人工程師來說,掌握幾種比較常用的三極管開關電路設計圖,對日后的產品研發工作是非常有必要的。
① 驅動放大

一般單片機、DSP、ARM、cpld/FPGA等CPU的IO口驅動電流比較弱,無法直接驅動負載,最常用的是使用三極管進行電流驅動能力放大,如下圖所示;


示意原理驅動LED燈,可以根據實際需要變換為其它負載,比如繼電器、電機等;+5V電源也可以改變,比如12V/24V等,但所選三極管必須能夠承受這個電壓。


②邏輯取反

如下圖所示,使用NPN三極管進行取反,十分方便,輸入為高電平時,輸出為低;輸入為低電平時,輸出為高(5V)。


③電子開關

當電子開關時一般使用三極管的飽和區,通過控制基極使三極管處于飽和或截止區,從而實現三極管開通或斷開,起到開關的作用。



④開關驅動電路

三極管開關電路目前在開關電源、電子產品以及照明等領域的應用非常廣泛,對于剛剛開始接觸電子產品設計的新人工程師來說,掌握幾種比較常用的三極管開關電路設計圖,對日后的產品研發工作是非常有必要的。



圖1所展示的是一種非常常用的三極管開關電路圖,也就是工程師們比較常提到的三極管反相器電路,該種電路對NPN、PNP型三極管來說都是適合的。在該電路的運行過程中,vin無輸入電位Q1截止。Vin高電平時Q1導通,Q2基極得高電位,Q2截止。



在反相器電路的設計過程中,我們還可以利用兩只NPN三極管來構成一個簡單的反相器電路,圖2所展示的就是這種比較簡單的開關電路圖設計方式。在這一開關電路中,vin無輸入電位Q1截止,Q2導通。Vin接入高電平Q1導通,促使Q2基極電位下級,Q2截止。


圖3是另一種比較常用到的驅動開關電路,即PNP三極管開關電路。該種開關驅動電路在運行時,主要的特點是當輸入端懸空時Q1截止,VIN輸入端接入低電平時Q1導通,繼電器吸合。


⑤網友的應用電路




這是一個簡單的三極管開關電路。左邊是一個脈沖信號源,它由24V供電,輸出正負5V的脈沖信號。圖中24V的地與信號的地不共地。

因為這個信號源要去PLC的高速計數脈沖端口,而信號源的脈沖幅值達不到PLC的要求。PLC要求輸入脈沖幅值在0-24V電平。所以用三極管的開關電路做信號電平的平移。

問題來了,應用這個電路發現,有時會出現脈沖信號源的端口損壞,或者信號地的端口損壞,導致信號源不輸出脈沖??紤]因為把供電電源與信號電源人為短路共地??赡軐е碌膯栴}隱患。

為了解決這個問題,把上述電路稍加改進,變成了如下的電路,解決了信號源與電源不共地的問題了。




改進以后的電路,可以把信號源輸入,作為差分輸入形式。供電電源的地與信號源的地不再共地。以消除問題隱患。

電路中:
兩個10k電阻作為差分輸入阻抗;
200k電阻提高脈沖信號的前沿陡峭;該電路的脈沖頻率最大為120kHz,保證其波形不失真;
47k電阻是提高三極管開關電路輸入驅動能力,偏置電壓;
240歐姆電阻是輸出限流。為PLLC提供強驅動能力。



測試電路結果,基本達到了使用要求。
⑥簡單的降壓電源

簡單的降壓電源





設計思路:利用三級管發射極電壓跟隨基極電壓。

具體電路:12V轉5V:三極管Q1集電極接12V,同時集電極經過一電阻R1接三級管的基極,三極管基極接一5V6穩壓管Z1到地,發射極就可以得到5V電壓。通常在R1下接一濾波電容C1。

電路分析:12V經過R1,Z1后到地,這樣Z1就可以產生5.6V的電壓,R1取值應考慮讓穩壓管產生正常工作的電流。這樣三極管發射極就可以差生5.1V的電壓。三級管一直工作在

放大狀態。跟據我們選取的穩壓管值不同,可以產生不同的電壓源。但這樣的電壓源提供的電流一般幾十毫安,帶負載能力差。

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