本來前幾天就準(zhǔn)備寫一篇關(guān)于三極管開關(guān)電路的文章了，自己也認(rèn)為比較簡單，不是什么大問題。開關(guān)電路大家肯定經(jīng)常用到，無非是像下圖這樣。

但是寫的時(shí)候，截止?fàn)顟B(tài)倒是很好判斷，飽和狀態(tài)卻不是直接能看出來的，所以就拖到了今天。關(guān)于三極管開關(guān)電路有以下幾個(gè)問題：

1.三極管飽和與截止判斷條件是什么？

2.什么是發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的正偏與反偏？

3.什么是臨界飽和與深度飽和？

4. 進(jìn)入臨界飽和與深度飽和的條件？

5.三極管開關(guān)電路基極、集電極電阻的選??？

6.三極管的開關(guān)速度受什么影響？

7.三極管會受溫度影響嗎？

8. 有哪些常用的三極管？

1. 三極管飽和與截止判斷條件是什么？

飽和--發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏；

截止--發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏；

2. 什么是發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的正偏與反偏？

如上圖所示，NPN三極管內(nèi)部有2個(gè)PN結(jié)，分別為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。

• 集電結(jié)正偏：集電極電壓低于基極時(shí)，集電極與基極PN結(jié)正向，Uce

• 集電結(jié)反偏：集電極電壓高于基極時(shí)，集電極與基極PN結(jié)反向，Uce>Ube;

• 發(fā)射結(jié)正偏：發(fā)射極電壓低于基極時(shí)，集電極與基極PN結(jié)正向，Ube=0.7V;

• 發(fā)射結(jié)反偏：發(fā)射極電壓高于基極時(shí)，集電極與基極PN結(jié)反向，Ube<0.7V;

3. 什么是臨界飽和與深度飽和？

• 臨界飽和是三極管從放大狀態(tài)過渡到飽和狀態(tài)的臨界點(diǎn)；

• 深度飽和沒有具體的定義，基極電流要足夠大，網(wǎng)上看到大于2倍臨界飽和Ib。

4. 進(jìn)入臨界飽和與深度飽和的條件？

從上圖可知，Uce=VCC-Ic*Rc；

當(dāng)Uce=0時(shí)，Icmax=VCC/Rc，此時(shí)臨界基極電流Ib=Ic/β=VCC/βRc。

飽和狀態(tài)需通過Ib來判斷：

• 當(dāng)Ib=VCC/βRc時(shí)，三極管基本處于臨界飽和狀態(tài)。

• 當(dāng)Ib>2VCC/βRc時(shí)，三極管基本進(jìn)入深度飽和狀態(tài)。

5.三極管開關(guān)電路基極、集電極電阻的選取？

以LMBT3904LT1G為例，首先確定R6，根據(jù)后級所需最小電流確定R6最大值，然后根據(jù)Ic承受最大集電極電流確定R6最小值。正常情況下，R6的選值范圍一般在1K~10K左右，對應(yīng)的驅(qū)動電流范圍為3.3mA~330uA，本文選R6=10kΩ。

臨界飽和時(shí)，VCC=3.3V，Ic=0.33mA，如上圖所示，假設(shè)β=70，Ib=VCC/βRc=Ic/β=0.33/70=4.7uA，因此只要Ib大于4.7uA即可。Rb<(3.3-0.7V)/4.7uA=553kΩ，本例中Rb=R3 = 10K，Ib = (3.3-0.7)/10K = 0.26mA>4.7uA.

6.三極管的開關(guān)速度受什么影響？

以LMBT3904LT1G為例，下圖為開關(guān)測試電路。

從下圖的測試曲線可以看出：

• 當(dāng)Ic/Ib=10時(shí)，Ic從1mA增加100mA時(shí)，上升和下降時(shí)間都在減小，因此上拉電阻Rc減小，開關(guān)的上升/下降時(shí)間也隨之較小。

• 當(dāng)Ic不變的時(shí)候，Ic/Ib=10比Ic/Ib=20的下降時(shí)間小，因此串聯(lián)電阻Rb減小，開關(guān)的下降時(shí)間較小。

7. 三極管會受溫度影響嗎？

對于溫度參數(shù)，比較典型的就是三極管的導(dǎo)通電壓Ube，Ube會隨著環(huán)境溫度的升高而降低，硅三極管的Ube室溫下約為0.7V。資料顯示，硅三極管發(fā)射結(jié)正向壓降的變化量是每增加1℃，Ube就降低2.5mV。我經(jīng)常看到下面這個(gè)電路，并聯(lián)一個(gè)二極管來降低三極管的受溫度的影響，當(dāng)Vbe下降或上升時(shí)，二極管VD1會有同樣的溫度特性，這樣基級偏置電流Ib變化就很小了。

8. 有哪些常用的三極管?

LMBT3904LT1G/LMBT3906LT1G,L9012PLT1G/L9013QLT1G,PMBT3906,215/PMBT3904,215,MMBT3904/MMBT3906,BC817-40,215/BC807-40,215,S8050/S8550、MMBT4401LT1G/MMBT4403LT1G、BC846/BC856、MUN2213T1G、MMBT5551LT1G.