怎么选择三极管驱动电阻?

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demi 发布于:周一, 03/30/2020 - 15:34 ,关键词:

一、三极管基本介绍

三极管是一种电流控制器件,可以作为无触点开关,经常被用于开关电路当中,通过输入信号来控制三极管的导通与断开,进而接通和切断电路,三极管具有3个电极:发射极(E)、集电极(C)、基极(B)。按PN结的组合方式,三极管分PNP型跟NPN型。按本征半导体材料的不同,有硅管和锗管之分。

三极管有截止、线性放大、饱和3种工作状态,作为开关作用,三极管工作在截止和饱和状态,对应于开关的断开跟闭合。


1)截止状态:当三极管基极偏置电压小于PN结的导通电压,基极电流Ib=0时,集电极Ic和发射极Ie没电流(或只有微弱的弱电电流)通过,此时三极管失去了电流放大作用,我们称三极管工作在截止状态,CE极之间相当于开关的断开状态。

美狮彩票2)饱和状态:当三极管基极偏置电压大于PN结的导通电压,基极电流增大到一定数值时,集电极电流Ic基本上不再随着基极电流Ib的变化而变化,而是趋近于某一定值,这种现象称为饱和状态。此时三极管失去电流放大作用,集电极和发射极之间的电压很小,三极管处于导通状态,相当于开关的导通状态。

二、三极管作开关驱动继电器电路

如下图是三极管9013驱动12VDC电磁继电器电路,9013它是一种低电压,大电流,小信号的NPN型硅三极管。三极管控制继电器时候是利用三极管的截止状态和饱和状态。


三极管处于饱和状态时候我们总希望Vce电压越小越好,以RWG1-DC12V-ZS型号继电器为例

当继电器导通时候12V电压基本降在线圈上,由继电器规格表看出12V的继电器典型线圈电阻值为400Ω,那么导通时候流过线圈电流也就是三极管Ic的电流,此时Ic=12/400=30mA。


若此时集电极Ic=30mA,查看9013规格书可找到到Ic-Vce关系曲线图,可以得到流经基极B的电流大约为180uA,进一步可求出串联在基极B的电阻阻值R=(5V-0。7V)/180uA≈23。8K,因此理论上20K的电阻就可以了。

但是在实际当中电平的电压高低有所不一样,对于TTL电平以及CMOS电平都是这样,三极管导通电压也有可能大于0。7V,电阻的差异性等原因导致不应该取20K那么大,因此为了电路更为可靠,一般取流经CE极的电流为设计值的2-3倍为宜,那么按照2倍计算的话,也就是60mA,此时对于流经基极B的电流360uA,进一步求出基极电阻为11。9K,因此我们经常会用10K电阻来驱动三极管,更低一点也可以取比如8。2K、5。6K、5。1K等这些经常见到的电阻。


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