原创 BJT晶体管开关电路仿真分析

一、使用射极跟随器的晶体管开关电路

1、如图所示，电路由两个不同的电源驱动。为了保证晶体管能工作于饱和与截止状态，必须保证Vcb>0。

2、R1用于在无信号时给基极一确定电平。因为若去除V1，则Q1始终截止。

3、晶体管的基极不需要限流电阻，负载端的电压总是约为V1-0.6V左右，且不随负载电阻大小变化而影响。

如果负载电阻较小，可提供较大的电流

1、如图Ｔ２刻度尺所示，通道Ａ、Ｂ电压相差约为0.6V，即为Vbe的压降。这是不依赖于晶体管和加在晶体管上的电平。

2、注意V1的工作濒为1MHZ，输出波形仍比较标准。有部分的扰动可能是发生在晶体管工作状态切换时.与射极接地方式相比，明显在高频下仍能很好的工作，输出波形不会发生畸变。

2、基于PNP的射极跟随器型开关

1、与NPN管略为不同的是，在输入信号为0时，Q1导通。结点2的压降约为0.7V左右，近似恒定，而当输入信号为高电平时，晶体管截止，结点2电压即为5V。

2、注意，此时的负载电阻仍在射极端。

注意，开关源输出低电平时，开关电路输出约0.6V左右。

二、共射极型开关电路

在1KHZ下，输出端的波形与输入端返向，且相比射极跟随器，输出波形比较完整，只受Vce(stat)的影响，大约只稍大于0.1V

当增大频率至100KHZ时，输出波形出现了斜坡。受晶体管开关时间影响开始明显。

在基极电阻R1上并接一220pf电容。输出波形有很明显改善。在下降沿时在尖锋。属于放电？？？

电容量太小，放电不足，波形改善不大。需适当增加电容值。但过大呢？？？

200KHZ

总述：

1、在上述采用的晶体管开关电路中，实际并不考虑晶体管的型号。因为晶体管仅工作在开关状态，不严格要求输入输出参数，仅要求在一定范围内工作即可。一般情况下与晶体管的β等参数无要求。但是如果要求大电流，高频率，则必须考虑晶体管的选型。

2、与射极接地型相比，射极跟随器在高频情况下仍能较好的工作，并且电路设计要简单。不必考虑基极电流Ib的 影响。

3、特别要注意的是，这里所谓的开关，实际是指输入为方波时工作状态，电平的高低对应着开关。并不考虑晶体管的中间工作状态，实际电路中，晶体管在饱和、截止区快速切换，中间必然经过放大区，但由于时间短而可忽略。

三、应用晶体管控制数码管的开关

1、动态显示时，数码管瞬态电流设置约为静态时的2~3倍，以达到足够的显示亮度。

2、对于各段，电流约为20~30ma, 电流较大时不能用单片机驱动，直接用普通的三极管直接控制开关。

3、对于各公共端，电流约为100~200ma，此时晶体管的选型必须考虑功耗、Ic以及是否能够提供足够的放大倍数问题。

四、光藕开关应用

如图所示，由一发光二极管产生光源照射至晶体管的基极，非线性的将结点1侧的电流转换为结点5侧的电流

 必须注意的是，基极并不是未用。如上图所示，在Ib的变化会在产生ic变化，数据手册在指明增益约为500，正如特性曲线所示。这样，ic的电流实际由if, ib共同影响，必须合理的设置Ib，如果过大，则晶体管侧总是处于饱和态，输出为高电平。因为可以认为基极确定了直流工作点。

 如图所示，IF与IC的变化传输比近似为一直线，默认工作状态为IF=10MA.实际的IC仍会受Vce影响。

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                                                      2009年4月25日星期六