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晶体管可以作为开关使用,你知道吗?

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发表于 2017-3-29 09:42:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

晶体管作为电流单方向通过的电子开关使用

晶体管也可以作为电子开关使用。但这个开关的电流方向只能是单向的,pnp型管和npn型晶体管的电流方向相反。


如果使晶体管以开关方式工作,需要加大基极电流

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晶体管VCE的饱和状态

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当晶体管处于开关工作方式时,因为电源电压和集电极电阻的限制,集电极IC不足以提供hFEIB大小的电流。因此,集电极电流IC不能持续增加,晶体管进入饱和状态,此时集电极和发射极之间的电压VCE(SAT)(V)间的电压约为0.1~0.2V左右的低电压。晶体管处于导通状态。正是因为这个缘故,晶体管才可以作为开关来使用。


基极电压源通过电阻提供基极电流

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为了使晶体管成为电子开关工作,需要提供一个电压源,并将其通过电阻与基极相连接。如果要使开关导通,基极电压源通过电阻向晶体管的基极提供足够大的电流IB就可以使得晶体管导通。晶体管导通时,开关就导通,并且允许电流通过该管。


晶体管开关工作方式的电路通常采用集电极开路的连接方式

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晶体管作为电子开关使用时,能够对被控对象进行控制,诸如LED电动机继电器线圈等。应为此时晶体管的集电极除被控对象外,没有连接任何其他的电路或元件,因此也将晶体管的这种连接方式称为集电极开路

另外,在晶体管开关电路中,晶体管处于饱和状态,使得开关导通。当晶体管关断时(晶体管从饱和状态恢复到截止状态),由于电荷的存储效应,晶体管工作状态的转换将有几个微妙(μs)的动作延迟,将该时间称为“恢复时间”

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在发射极连接继电器线圈时需要注意线圈的反电动势
在晶体管开关电路中,如果连接的被控对象为电动机或继电器线圈时,晶体管的导通与关断控制着线圈中电流的通过。此时,当晶体管由导通状态向截止状态转换时,集电极(线圈中)的电流的突然减小,线圈将会产生一个反电动势,并作用于集电极。这个反电动势将高达数百伏(V),常常会引起晶体管的损坏。

为解决这个问题,通常在电动机和继电器线圈上并联一个反向二极管,当晶体管关断时,此二极管可以吸收感应反电动势所产生的电流。


本文选自微信号:机械工业出版社E视界


练习题:

如图所示电路为电流放大倍数hFE=200的晶体管开关电路,试计算当5V的电压连接着100Ω的电阻加载到集电极(晶体管处于饱和状态)时的基极电流IB。这里,基极电流的富裕度为5倍。

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答案就在原文章中。
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