電氣開關(guān)三極管-在線瀏覽
2025-08-11 00:09本頁面
【正文】 式。例題1試解釋出在圖2的開關(guān)電路中，欲使開關(guān)閉合(三極管飽和) 所須的輸入電壓為何﹖并解釋出此時之負載電流與基極電流值﹖解﹕由2式可知，在飽和狀態(tài)下，所有的供電電壓完全跨降于負載電阻上，因此由方程式(1) 可知因此輸入電壓可由下式求得﹕ 圖2 用三極管做為燈泡開關(guān)由例題11得知，只須要利用甚小的控制電壓和電流即可。二、三極管開關(guān)與機械式開關(guān)的比較截至目前為止，我們都假設(shè)當(dāng)三極管開關(guān)導(dǎo)通時，其基極與射極之間是完全短路的。雖然VCE(飽和)的電壓很小，本身微不足道，但是若將幾個三極管開關(guān)串接起來，其總和的壓降效應(yīng)就很可觀了，不幸的是機械式的開關(guān)經(jīng)常是采用串接的方式來工作的，如圖3(a)所示，三極管開關(guān)無法模擬機械式開關(guān)的等效電路(如圖3(b)所示)來工作，這是三極管開關(guān)的一大缺點。 圖3 三極管開關(guān)與機械式開關(guān)電路幸好三極管開關(guān)雖然不適用于串接方式，卻可以完美的適用于并接的工作方式，如圖4所示者即為一例。（2）三極管開關(guān)的動作速度較一般的開關(guān)為快，一般開關(guān)的啟閉時間是以毫秒 (ms)來計算的，三極管開關(guān)則以微秒(μs)計。一般的機械式開關(guān)在導(dǎo)通的瞬間會有快速的連續(xù)啟閉動作，然后才能逐漸達到穩(wěn)定狀態(tài)。反之，當(dāng)機械式開關(guān)開啟時，由于瞬間切斷了電感性負載樣 上的電流，因此電感之瞬間感應(yīng)電壓，將在接點上引起弧光，這種電弧非但會侵蝕接點的表面，亦可能造成干擾或危害。 三極管開關(guān)不像機械式開關(guān)可以光憑肉眼就判斷出它目前的啟閉狀態(tài)，因此必須利用電表來加以測試。三極管開關(guān)在切斷的狀況下，由于負載上沒有電流流過，因此也沒有壓降，所以全部的供應(yīng)電壓均跨降在開關(guān)的兩端，因此其VCE值應(yīng)等于VCC，這和機械式開關(guān)是完全相同的。欲保證三極管導(dǎo)通，其基極的Vin電壓值就必須夠高，如果Vin值過低，則問題就出自信號源而非三極管本身了。當(dāng)然這一準則也未必百分之百正確，許多大電流額定的功率三極管，其VBE值經(jīng)常是超過1伏特的，也未必就能肯定三極管的接面損壞，這時候最好先查閱三極管規(guī)格表后再下斷言。假使VCE趨近于零伏特，而負載仍未導(dǎo)通，這可能是負載本身有開路現(xiàn)象發(fā)生，因此必須檢換負載。 有時候，我們所設(shè)定的低電壓準位未必就能使三極管開關(guān)截止。圖6就是針對這種狀況所設(shè)計的兩種常見之改良電路。 圖6 確保三極管開關(guān)動作，正確的兩種改良電路圖6(a) 的電路，在基射極間串接上一只二極管，亦不致使三極管導(dǎo)通，因此開關(guān)仍可處于截止狀態(tài)。由圖6(b)可知在基射極接面未導(dǎo)通前(IB0)，R1和R2形成一個串聯(lián)分壓電路，因此R1必跨過固定(隨Vin而變) 的分電壓，所以基極電壓必低于Vin值，因此即使Vin接近于臨界值(Vin=) ，基極電壓仍將受連接于負電源的輔助截止電阻所拉下。加速電容器(speedup capacitors)在要求快速切換動作的應(yīng)用中，必須加快三極管開關(guān)的切換速度。稍后，待充電完畢后，電容就形同開路，而不影響三極管的正常工作。適當(dāng)?shù)倪x取加速電容值可使三極管開關(guān)的切換時間減低至幾十分之微秒以下，大多數(shù)的加速電容值約為數(shù)百個微微法拉(pF) 。這種接法和正常接法的動作恰好相反，當(dāng)三極管截止時，負載獲能，而當(dāng)三極管導(dǎo)通時，負載反被切斷，這兩種
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