[工學(xué)]機(jī)電一體化課件-資料下載頁
2025-02-16 10:40本頁面
【正文】 LED接通并使晶體管維持完全飽和需要多大的最小穩(wěn)態(tài)電壓 Vin? 習(xí)題解 VQ1=Vled+V飽和 =1V+= IR5=()/330= I2min=IR5/100= V8=Vled+VB=1+= I1=I2+I3 (VminV8)/1k= +I2min Vmin=++ = I1 I2 I3 作業(yè)題 假定 LED正偏電壓為 2V，晶體管飽和時有 發(fā)射極壓降。 問使 LED接通并使晶體管維持完全飽和需要多大的最小穩(wěn)態(tài)電壓Vin? 作業(yè)題 假定晶體管放大系數(shù) 100，計算使晶體管完全飽和最小穩(wěn)態(tài)電壓 Vin及最終電壓 Vout? 繼電器驅(qū)動 下面兩種驅(qū)動電路哪種好？（續(xù)流二極管未畫出） Vin=5V,Vcc=12V,hfe=100,Rrelay=500 下面兩種驅(qū)動電路哪種好？對左圖 假設(shè)其工作在放大區(qū)，那么 Ib=()/20K=Ic=hfe*Ib=Vrelay=Ic*Rrelay=*5/2 Vce=VccVrelay=* = 可見確定工作在放大區(qū) 這時，驅(qū)動電流為*1000/200= 下面兩種驅(qū)動電路哪種好？對右圖 假設(shè)其也工作在放大區(qū)，那么 Ib=()/R1 Ic=hfe*Ib=Ve/Rrelay ()= ()*hfe/20K=Ve/Rrelay ()/200=Ve/500 Ve= Ic=Vce== 下面兩種驅(qū)動電路哪種好？對右圖 對于左圖，其驅(qū)動電流為： ,加在三極管上的電壓為 對于右圖 ，其驅(qū)動電流為： ,加在三極管上的電壓為 兩個三極管功耗（無用功）分別為： *= *= 可見左圖電路好，其提供驅(qū)動電流大，且無用功耗低。 單片機(jī)繼電器驅(qū)動 單片機(jī)的輸出端口引腳不論是灌電流還是拉電流均無法驅(qū)動繼電器、小型直流電機(jī)、蜂鳴器等。 這時一般采用 PNP進(jìn)行電流放大。為什么不采用NPN？ 因為 PNP是用灌電流進(jìn)行驅(qū)動（引腳低電平時，外設(shè)動作）。 單片機(jī)繼電器驅(qū)動 這種射極輸出驅(qū)動電路是 錯誤的。理由同上分析。這種驅(qū)動電路所提供的驅(qū)動電流小，而無用功耗又大。雖然對小電流的器件可以工作，但不穩(wěn)定。 單片機(jī)繼電器驅(qū)動 對大于 5V的驅(qū)動電壓的器件， PNP驅(qū)動電路就無法使用。 這時一般采用 NPN，引腳輸出高電平驅(qū)動。 存在問題是： R2在引腳低電平時，將產(chǎn)生流入引腳的灌電流，這是無謂功耗。 ，引腳是輸出高電平，這將造成繼電器吸合或電機(jī)轉(zhuǎn)動。 單片機(jī)繼電器驅(qū)動 用 PNP倒相，這時變?yōu)榈碗娖津?qū)動。 單片機(jī)繼電器驅(qū)動 用光電耦合器驅(qū)動， R3應(yīng)通過試驗選取。 三極管倒相器 V，三極管導(dǎo)通，輸出 v0=0 V，三極管截止，輸出 v0=E 負(fù)脈沖不倒相。 原信號受到噪聲污染，經(jīng)過倒相器將得到波形的整形，但也產(chǎn)生不必要的脈沖。 將輸入信號先經(jīng)過二極管箝位器檢測，只有信號超過設(shè)定電平 E1時，才產(chǎn)生脈沖，再經(jīng)倒相器便得到復(fù)原信號。 達(dá)林頓晶體管 ? 這種管的電流增益為兩個單獨晶體管增益的積，其值可超過10000，它們經(jīng)常出現(xiàn)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的電路中。 光電管和光隔離器 ? Led通常與光電晶體管成對使用，用來探測。 ? 也可以構(gòu)成光隔離器。其輸入和輸出是兩個獨立的電源。提供驅(qū)動和屏蔽噪聲。 ? 下面左圖是不正確的光隔離器的接法。 設(shè)計實例：機(jī)器人掃描頭方位角跟蹤 機(jī)器人裝備有一激光掃描頭，用于探測周圍環(huán)境，掃描頭用直流電動機(jī)帶動，實現(xiàn) 360旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)在要用單片機(jī)檢測跟蹤掃描頭的方位角，大家設(shè)計一個能提供數(shù)字輸出的傳感器。 場效應(yīng)管（ FET） ? 圖中 G表示柵極， S表示源極， D表示漏極， B表示襯底 ? 柵極或襯底箭頭的方向區(qū)別 P溝道 (向外 ),N溝道 (向內(nèi) ) N型耗盡型 JFET P型耗盡型 JFET P型增強(qiáng)型 MOSFET N型增強(qiáng)型 MOSFET ? 若柵極接地 (Vg=0),則管截止。 ? 若 Vgs2V,則 Vds開始增加，進(jìn)入工作區(qū) ? 若 Vgs2Vdd,進(jìn)入飽和區(qū)， Id不隨Vds而改變，漏源電阻最小 (小于 5歐 ) 場效應(yīng)管應(yīng)用 (電源切換電路 ) ? Vg0,則管截止。 ? Vgs2=Vdd,則飽和導(dǎo)通。此時要計算漏極電流及功耗 場效應(yīng)管應(yīng)用 (模擬開關(guān)電路 ) ? Vin是正模擬信號 ? Vg=0時，管截止， Vout=0V ? Vgs2Vinmax,則飽和導(dǎo)通。Vout=Vin(管的電阻極小可以忽略 ) ? 思考：為什么要大于模擬信號最大值？ 習(xí)題 Vin=5V和 Vin=0V時， Vout的輸出電壓？ 解：上面是 p型增強(qiáng)型 MOSFET 下面是 n型增強(qiáng)型 MOSFET. 當(dāng) Vin=5V時，上管截止，下管導(dǎo)通，Vout=0V 當(dāng) Vin=0V時，上管導(dǎo)通，下管截止，Vout=Vcc 作業(yè) 對于 n型增強(qiáng)型 MOSFET，確定若閾電壓為 2V時， 管處于哪個工作區(qū) (1)Vgs=2V,Vds=5V (2)Vgs=4V,Vds=5V (3)Vgs=7V,Vds=5V (4)Vgs= 設(shè)計實例：電源切換 假設(shè)數(shù)字器件輸出為集電極開路輸出，它可工作在開關(guān)狀態(tài)，其驅(qū)動能力為毫安級。而驅(qū)動負(fù)載所需要電壓為 10V，電流為 10A?，F(xiàn)利用 n型增強(qiáng)型 MOSFET管設(shè)計一電源切換電路。以下為可選的各種 MOSFET管。 FET Vds Rds(導(dǎo)通） 恒定 Id 功率 Pd(max) 1RF510 100 16 20 1RF530N 100 60 63 1RF540 100 110 150 1RF540N 100 110 94 1RF610 200 10 20
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