PNP與NPN兩種三極管使用方法
發(fā)布時(shí)間:2020-10-21 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】 本文總結(jié)下關(guān)于NPN和PNP兩種型號(hào)三極管的使用和連接方法。在單片機(jī)應(yīng)用電路中三極管主要的作用就是開關(guān)作用。
本文總結(jié)下關(guān)于NPN和PNP兩種型號(hào)三極管的使用和連接方法。在單片機(jī)應(yīng)用電路中三極管主要的作用就是開關(guān)作用。
PNP與NPN兩種三極管使用方法
上圖中,橫向左側(cè)的引腳叫做基極b,有一個(gè)箭頭的是發(fā)射極e,剩下的一個(gè)引腳就是集電極 c。
首先來說一下NPN型,這種型號(hào)的三極管在用于開關(guān)狀態(tài)時(shí),大都是發(fā)射極接地,集電極接高電平,基極接控制信號(hào)。
其次對(duì)于PNP型的三極管,用于開關(guān)狀態(tài)時(shí),一般都是發(fā)射極接高電平,基極接控制信號(hào)。三極管導(dǎo)通時(shí),電流從發(fā)射極流向集電極。
三極管的開關(guān)原理
三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態(tài)。
放大狀態(tài)主要應(yīng)用于模擬電路中,且用法和計(jì)算方法也比較復(fù)雜,我們暫時(shí)用不到。
而數(shù)字電路主要使用的是三極管的開關(guān)特性,只用到了截止與飽和兩種狀態(tài)。
三極管的用法特點(diǎn),關(guān)鍵點(diǎn)在于 b 極(基極)和 e 級(jí)(發(fā)射極)之間的電壓情況,對(duì)于PNP 而言,e 極電壓只要高于 b 級(jí) 0.7V 以上,這個(gè)三極管 e 級(jí)和 c 級(jí)之間就可以順利導(dǎo)通。
同理,NPN 型三極管的導(dǎo)通條件是 b 極比 e 極電壓高 0.7V。
總之是箭頭的始端比末端高 0.7V 就可以導(dǎo)通三極管的 e 極和 c 極。
以上圖PNP三極管為例,基極通過一個(gè) 10K 的電阻接到了單片機(jī)的一個(gè) IO口上,假定是 P1.0,發(fā)射極直接接到 5V 的電源上,集電極接了一個(gè) LED 小燈,并且串聯(lián)了一個(gè) 1K 的限流電阻最終接到了電源負(fù)極 GND 上。
如果 P1.0 由我們的程序給一個(gè)高電平 1,那么e到 b 不會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 0.7V 的壓降,這個(gè)時(shí)候,發(fā)射極和集電極也就不會(huì)導(dǎo)通,那么豎著看這個(gè)電路在三極管處是斷開的,沒有電流通過,LED2 小燈也就不會(huì)亮。
如果程序給 P1.0 一個(gè)低電平 0,這時(shí) e 極還是 5V,于是 e 和 b 之間產(chǎn)生了壓差,三極管 e 和 b 之間也就導(dǎo)通了,三極管 e 和 b 之間大概有 0.7V 的壓降,那還有(5-0.7)V 的電壓會(huì)在電阻 R47 上。這個(gè)時(shí)候,e 和 c 之間也會(huì)導(dǎo)通了,那么 LED 小燈本身有 2V 的壓降,三極管本身 e 和 c 之間大概有 0.2V的壓降,我們忽略不計(jì)。那么在 R41 上就會(huì)有大概 3V 的壓降,可以計(jì)算出來,這條支路的電流大概是 3mA,可以成功點(diǎn)亮 LED。
三極管飽和狀態(tài)
最后一個(gè)概念,電流控制。前邊講過,三極管有截止,放大,飽和三個(gè)狀態(tài)。我們要讓這個(gè)三極管處于飽和狀態(tài),就是我們所謂的開關(guān)特性,必須要滿足一個(gè)條件。三極管都有一個(gè)放大倍數(shù)β,要想處于飽和狀態(tài),b 極電流就必須大于 e 和 c 之間電流值除以β。這個(gè)β,對(duì)于常用的三極管大概可以認(rèn)為是 100。
那么上邊的 R47 的阻值我們必須要來計(jì)算一下了。剛才我們算過了,e 和 c 之間的電流是 3mA,那么 b 極電流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA,大概有 4.3V 電壓會(huì)落在基極電阻上,那么基極電阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。電阻值只要比這個(gè)值小就可以,當(dāng)然也不能太小,太小會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的 IO 口電流過大燒壞三極管或者單片機(jī)。
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