晶體管作為電流單方向通過的電子開關使用 晶體管也可以作為電子開關使用。但這個開關的電流方向只能是單向的,pnp型管和npn型晶體管的電流方向相反。
如果使晶體管以開關方式工作,需要加大基極電流
晶體管VCE的飽和狀態
當晶體管處于開關工作方式時,因為電源電壓和集電極電阻的限制,集電極IC不足以提供hFEIB大小的電流。因此,集電極電流IC不能持續增加,晶體管進入飽和狀態,此時集電極和發射極之間的電壓VCE(SAT)(V)間的電壓約為0.1~0.2V左右的低電壓。晶體管處于導通狀態。正是因為這個緣故,晶體管才可以作為開關來使用。
基極電壓源通過電阻提供基極電流
為了使晶體管成為電子開關工作,需要提供一個電壓源,并將其通過電阻與基極相連接。如果要使開關導通,基極電壓源通過電阻向晶體管的基極提供足夠大的電流IB就可以使得晶體管導通。晶體管導通時,開關就導通,并且允許電流通過該管。
晶體管開關工作方式的電路通常采用集電極開路的連接方式
晶體管作為電子開關使用時,能夠對被控對象進行控制,諸如LED、電動機、繼電器線圈等。應為此時晶體管的集電極除被控對象外,沒有連接任何其他的電路或元件,因此也將晶體管的這種連接方式稱為集電極開路。 另外,在晶體管開關電路中,晶體管處于飽和狀態,使得開關導通。當晶體管關斷時(晶體管從飽和狀態恢復到截止狀態),由于電荷的存儲效應,晶體管工作狀態的轉換將有幾個微妙(μs)的動作延遲,將該時間稱為“恢復時間”。
在發射極連接繼電器線圈時需要注意線圈的反電動勢
在晶體管開關電路中,如果連接的被控對象為電動機或繼電器線圈時,晶體管的導通與關斷控制著線圈中電流的通過。此時,當晶體管由導通狀態向截止狀態轉換時,集電極(線圈中)的電流的突然減小,線圈將會產生一個反電動勢,并作用于集電極。這個反電動勢將高達數百伏(V),常常會引起晶體管的損壞。 為解決這個問題,通常在電動機和繼電器線圈上并聯一個反向二極管,當晶體管關斷時,此二極管可以吸收感應反電動勢所產生的電流。
本文選自微信號:機械工業出版社E視界
練習題:
如圖所示電路為電流放大倍數hFE=200的晶體管開關電路,試計算當5V的電壓連接著100Ω的電阻加載到集電極(晶體管處于飽和狀態)時的基極電流IB。這里,基極電流的富裕度為5倍。
答案就在原文章中。
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