三极管构成的电子开关,具有体积小、开关速度快、抗干扰能力强等优点,在电子电路中用的很广。三极管作为电子开关使用时,只要选取阻值合适的基极限流电阻,使管子工作于截止区和饱和区,即可实现开关功能。下面以一个简单的三极管开关电路为例,来详细介绍一下三极管是如何作为电子开关使用的?
上图中的三极管VT工作于开关状态,电阻R为VT基极的限流电阻,RL为VT的集电极负载。
当Vin为高电平(这里假定高电平为6V,实际这个电路中高电平只要≥0.8V即可)时,VT的基极获得足够大的偏置电流而导通。此时VT的集电极-发射极之间的电阻变得很小,如同一个闭合的开关,故RL得电工作,若RL为一个指示灯,此时即可点亮。
当Vin为低电平(这里假定低电平为0V,实际只要低电平≤0.5V即可)时,VT的基极失去偏置电流而截止。此时VT集电极-发射极之间的电阻变得甚大,如同一个断开的开关,故此时RL失电停止工作,若RL为指示灯,此时将无法点亮。
三极管开关电路中基极限流电阻的选择
▲ TO-92封装的9013三极管。上面开关电路中用的三极管为9013,该管为常用的小功率NPN型三极管,其BVceo=25V,Icm=500mA,Pcm=625mW,fT=150MHz。该管的引脚排列如上图所示。
这里假定9013的β为150,集电极负载电流IRL为150mA,则三极管的基极电流Ib=Ic/β=150mA/150=1mA。为了使三极管能够充分饱和导通,以减小其饱和压降,一般可取(1.5~2)Ib。这里假定VT发射结的电压Vbe=0.65V,则基极限流电阻R=(6V-0.65V)/2mA=2.675KΩ,实际中可以选用标称值为2.7KΩ的电阻。
▲ SOT-23封装的贴片9013三极管。上图为一些便携式电子产品中常用的贴片封装的9013三极管,由于这种封装体积很小,一般用丝印J3表示其型号。
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