(文章來源:愛上半導體)
三極管的發明使人類真正進入了半導體時代,今天我們就來講一講如何在電子設計當中應用三極管。相信大家都學過這個小玩意兒,三極管原理我想大家都知道,但是用三極管做過項目的同學就不多了,更多的小伙伴是學完之后就不管了,甚至連三極管的真身都沒有見過。現在給大家展示如何使用三極管做電子開關。比如用三極管去控制一個電機、小燈或者小喇叭等等。
三極管是如何工作的呢?原理很簡單,通過給B極施加電流,來控制流過C、E極間的電流。下面通過三極管的兩個狀態來簡述三極管的工作原理。為了讓大家更便于理解,這里我們對三極管的型號不做要求,更多的是講述它的根本原理,而不是把時間在細枝末節上。三極管一共有三個狀態,分別是截止狀態、飽和狀態和放大狀態。
今天先講一下三極管的截止和飽和狀態,先不講放大狀態,我怕講多了,你們看到一半不耐煩,然后我文章的閱讀完成率會很低,這樣還會影響最終的閱讀量的不是,沒有閱讀量的話,我這也是拿不到頭條的收益的,所以大家要多花點時間讀完,這樣今晚的雞腿就有著落了^_^。
要知道三極管這點東西在課本上那是要講幾十頁的,所以我這里就只講述核心思想。
我們給三極管串聯了一個100Ω的電阻,然后給它加上12V的電壓,這時候這個三極管就處于截止狀態,因為此時C、E極之間是斷開的,沒有電流流過(其實此時也會有電流,只不過很小,小到可以忽略不計),造成這種情況的原因是B極是斷開的,沒有把這個三極管激活,它就會呈現這種截止狀態。
簡單吧,截止狀態我們就講完了。然后再稍微延伸一點,如果此時繼續把12V增大呢?比如說增大到100V或者1000V?這時候三極管會被擊穿,會造成永久性的損壞,三極管也是有耐壓的,所以在使用三極管的時候一定要清楚它的參數。大家知道飽和是什么意思嗎?學過化學的應該都知道,最具代表性的就是鹽溶于水了,所謂飽和就是一直往水里加鹽,一直加到鹽不溶于水為止,我們稱此時的狀態為飽和狀態。
三極管這個飽和狀態與鹽溶于水道理是一樣的。下面來看看三極管是如何飽和的。飽和狀態下,B極是有電流通過的。現在,我們給B極通電,把它接在12V的電源上,中間串聯一個三極管來限流。最開始,我們讓R2趨近于無窮大,這時候流過三極管B、E間的電流幾乎為0,此時三極管CE極電壓為12V,CE極之間沒有電流流過,此時三極管還是截止狀態。
接下來,我們開始減小R2的阻值,這時候流過B、E間的電流會開始增加,三極管這時就會被喚醒,CE極就會有電流流過,CE極電壓這時候也就不是12V了,它的電壓會隨著流過BE之間的電流增大而減小,CE極電壓越小,流過CE極的電流越大。
我們繼續讓BE極間的電流增大,此時三極管CE極之間的電壓繼續減小,這個CE極之間的電壓也不會一直隨著BE電流增大(只需要很小的電流就可以,一般幾毫安)而無限減小,等它減小到0.2V之后,后面即使你再增大BE電流,這個0.2V也基本上不會再減小了,我們就稱0.2V是它的飽和值。
三極管的分壓在這里都快可以忽略不計了,因為它的分壓太小了,99%的電壓都會施加在我們需要的負載上,三極管這時候承擔的是電子開關的作用。當B極沒有電流時,三極管等于是斷路,此時沒有電流可以流過負載。當B極有電流通過時(根據飽和狀態計算得來的),我們可以把三極管看做是短路,因為飽和電壓一般可以忽略,這時候可以看做是電源電壓直接施加給了負載,三極管在這里僅僅充當電子開關的作用。
(責任編輯:fqj)
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