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NPN和PNP三极管原理及电路
一、基本概念与原理 三极管最主要的功能是电流放大（模拟电路）和开关作用（数字电路），常用的三极管有：S9014、S8550等型号。 三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。 三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。关注公众号硬件笔记本 三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是基极电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。 二、三极管放大电路设计与应用 在电路设计当中，应用最多的当属三极管，它常常把微弱小信号经过放大来驱动蜂鸣器、LED、继电器等需要较大电流的器件。关注公众号硬件笔记本 三、三极管开关电路设计与应用 晶体管作为开关使用时，要用PNP型来控制接Vcc的引线（作为下管），用NPN型的晶体管来控制接地的引线（作为上管）；（P/N-MOS管也是同样道理） 下面详细介绍10种三极管开关驱动电路图 （1） NPN/PNP三极管反相器电路：Vin无输入电位，Q1截止；Vin高电平时Q1导通，Q2基极得高电位，Q2截止。关注公众号硬件笔记本 （2）两只NPN三极管反相器电路：Vin无输入电位Q1截止,Q2导通；Vin接入高电平Q1导通，促使Q2基极电位下级,Q2截止。 （3）PNP三极管开关电路：当输入端悬空时Q1截止。VIN输入端接入低电平时，Q1导通，继电器吸合。 （4）PNP三极管开关电路：当Vin无输入电位时Q1截止；Vin接入高电平Q1导通，继电器吸合。 （5）三极管下拉电阻：当有高电位输入时Q导通，因E-C导通，又因有负载电阻，所以输出看作是低电平。关注公众号硬件笔记本 （6）三极管上拉电阻：当有高电位输入时Q导通，因E-C导通，又因有负载电阻，所以输出看作是高电平。 （7）光藕控制NPN三极管-1 （8）光藕控制NPN三极管-2 （9）光藕控制PNP三极管-1 （10）光藕控制PNP三极管-2
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这样理解“恒流电路”容易多了
首先需要先了解“恒流”的意思 恒流，顾名思义，就是恒定的电流，那恒流电路就是指可以产生恒定电流的电路，而且这个电路不会受到负载的工作电压和阻值的变化而变化，要求高的领域还不会受到环境温度的影响！ 我们先从简单的开始， 三极管+稳压二极管，如图1所示： 图1 图1中采用NPN三极管和稳压二极管组成恒流电路。Q1三极管的b极电压为稳压二极管的稳压电压Uzd，基本是维持不变的，R2两端的电压等于稳压二极管的稳压电压Uzd减去三极管Q1的be压降Ube，由于三极管Q1的be间的压降是不变的（不考虑温度影响），故采样电阻R2两端的电压不变，根据欧姆定律，电压不变，只要电阻不变，那电流就是恒定的，而R3负载是通过Q1和R2串联的，故电流基本一致，即便VCC电压有变化，也不会影响到R3的电流！ 所以R2的电流约等于R3的电流，负载电流=(Uzd-Ube)/R2。 优缺点：压降少，功耗低！稳定性差，稳压二极管的电压容易受到环境温度影响，要求不高的场合可用！ 双三极管，如下图2所示： 图2 图2是由两个NPN三极管组成的恒流电路，当NET1为高电平是，Q1导通，Q2基极为高电平，Q2此时导通，拉低Q1的基极，Q1截止，负载失电，同时，Q2的基极的电压接近0V，Q2截止。Q1的基极重新被释放，从而又可以重新导通了，如此一直循环下去，而R3负载是通过Q1和R2串联的，故电流基本一致，即便VCC电压有变化，也不会影响到R3的电流！ 所以R2的电流约等于R3的电流，负载电流=0.7V/R2。 优缺点：压降大，功耗高！稳定性比稳压二极管+三极管的方案好，要求不高的场合可用！ 运放+MOS管，如下图3所示： 图3 图3中由运放和MOS管组成的恒流电路，主要利用运放的“虚短”特性来实现，如果小伙伴不清楚运放的“墟短”的概念的可以戳这里： 由于运放“虚短”的特性，故运放的-端电压Ub和+端电压Ua是几乎一致的，R2两端的电压等于运放的-端电压Ua，所以即使VCC的电压有变化，也不会影响流过R2的电流。 而R1负载和R2是通过Q1串联起来的，所以在MOS管Q1导通后，流过R2的电流和流过R1的电流是一样的。 所以R2的电流约等于R1的电流，负载电流=Ua/R2。 优缺点：相比于前面的两个方案，运放+MOS的方案稳定性更高！输入阻抗高和输出阻抗低，精度高，MOS管的损耗小，发热量低，但成本稍高！ 总结：在实际项目中很多都是采用运放+MOS管的方案，当然也有采用运放+三极管的方案，但是三极管的精度比MOS管差，压降高，损耗大，发热量也大。 注意：在使用运放+MOS管的方案是，需要注意的是NET1电压最好使用基准源来提供，如果使用的场合要求较高，采样电阻可以使用高精度的和温漂小的电阻。
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设计一个MOS管开关机电路
一、电路如下图，这个电路要实现的功能 1、当按下按键S1时，VOUT=VIN，实现开机功能； 2、再次按下按键S1时，VOUT=0V，实现关机功能。 二、电路整体的一个基本思路通过控制三极管Q2的通断，进而控制MOS管Q1的通断。当Q2导通时，Q1导通，此时VOUT=VIN；当Q2关闭时，Q1关断，VOUT=0V。 三、电路分析 步骤1、上电 VIN→R1→R2→C2→GND，通过该回路给电容C2充电，充满电后，Q1的栅极电压近似输入电压VIN，MOS管Q1关闭。 步骤2、开机 按键按下，由步骤1可知此时C2已充满电，电压为VIN，三极管Q2导通，且通过二极管D1放电。放电回路 C2→D1→Q2ce→GND。 Q2导通后，MOS管Q1栅极被拉低，Q1导通，VIN=Vout。 步骤3、保持 松开按键，三极管Q2基极电压由R3，R4分压得到，可维持Q2导通，即维持Vout=VIN。 步骤4、关机 再次按下按键，Q2基极与C2相连，由步骤3可知：由于Q2导通，Q2集电极电压约等于0V，所以C2通过回路C2+→D1→Q2CE→GND放电，放完电后，C2电压约0V。当按下按键，Q2基极对地短路，三极管Q2关闭，从而导致Q1关闭，切断输出，VOUT=0V。 此刻，有同学会说，按下按键，Q2瞬间关闭，但Q2关闭的同时，会沿着路径VIN→R1→R2→C2→GND给电容C2充电，当C2充电的电压升到0.7V时，Q2又会导通，那么按键就关不了机。确实会有这种情况，所以电阻R2的值要足够大。 大到多少合适呢？设按键按下到松开的时间设为t，在时间t内，VIN给C2充电的电压<0.7V 即可。 步骤5、保持 松开按键，C2充电，电压缓慢上升，最终电压等于输入电压VIN，下次再按下按键时又可以重新开机，重复步骤1。 有同学可能会问，二极管D1有什么用呢？试想一下，假如你开机后马上又想要关机，即：连续按两次按键，第一次的目地是开机，按第二次的目地是关机。 当按第一次时，如上步骤2，Q1导通，VOUT=VIN，正常开机。此刻你马上又想要关机，再次按下按键时，如果没有二极管 D1， 会沿着路径C2+→R2→Q2CE→GND放电，但是R2电阻较大，放电较慢，放电电压扔大于0.7V，三极管仍然导通，从而无法关机。 有了这个二极管 D1，C2可以更快的放电，从而在快速按下按键时，起到正常的开关机作用。
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优化印制电路板元器件布局的实用指南
随着电子技术的快速发展，印制电路板广泛应用于各个领域，几乎所有的电子设备中都包含相应的印制电路板。为保证电子设备正常工作，减少相互间的电磁干扰，降低电磁污染对人类及生态环境的不利影响，电磁兼容设计不...
09-12 225浏览 -
稳压块的压差对电路有什么影响？
这是一种集成电路的稳压电路，其功能是稳定直流输出电压。这种集成电路只有三根引脚，使用很方便，在许多场合都有着广泛应用。 三端稳压块稳压块的作用是将电压进行降压处理，并稳定为某一固定的值后输出。可分为...
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