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晶体管开关电路详解

科技观察员 来源:apogeeweb 作者:apogeeweb 2023-07-03 10:12 次阅读

TTL晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路。按晶体管连接方式分为发射极接地(PNP晶体管发射极接电源)和射手跟随开关电路。

1.1 发射极接地开关电路

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上面的基本电路与实际设计电路稍远:由于晶体管基电荷的积累,存在从开到关的过渡(当晶体管关断时,由于R1的存在,基极电荷释放减慢,因此Ic不会立即变为零)。换句话说,发射极接地开关电路具有关断时间。它不能直接应用于高频开关。

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说明:当晶体管突然导通(IN信号突然跳跃)时,C1瞬间出现短路,从而快速为晶体管提供基极电流,从而加快晶体管导通。当晶体管突然关断(IN信号突然跳闸)时,C1瞬时导通,为基极电荷放电提供低阻抗路径,从而加速晶体管关闭。 C值通常是几十到几百个皮肤的方法。电路中的R2是为了确保晶体管在没有IN高输入时保持关断状态。R4是为了确保晶体管在没有IN低输入时保持关断。R1和R3用于基极电流限制。

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说明:由于TVS二极管Vf比Vbe小0.2至0.4V,大部分基极电流从二极管流出,然后流向晶体管,最后在晶体管导通时流向地,因此流向晶体管基极的电流很小,累积的电荷较少。当晶体管关断(IN信号突然跳跃)时,放电电荷变少,关断动作自然变快。

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在实际电路设计中,我们需要考虑晶体管Vceo,Vcbo满足压力,晶体管满足集电极功耗。使用负载电流和hfe(取最小晶体管hfe来计算)来计算基极电阻(基极电流保持0.5至1倍裕量)。注意专用二极管的反向耐压。

1.2 发射极跟随开关电路

发射极跟随器也称为发射极跟随器,是典型的负反馈放大器。从晶体管的连接方式来看,它实际上是一个常见的集电极放大器。信号从基极输入,从发射器输出。连接到晶体管发射极的电阻Re在电路中起着重要作用。它就像一面镜子,反映了输出和输入的以下特征。

输入电压 usr=ube+usc。通常是Usc》Ube,忽略Ube,然后是usr≈usc。显然,这意味着辐射极限跟随器的电压放大因子近似等于1,即输入电压幅值近似等于输出电压幅值。当 Usr 增加时,ib 和 ie 都增加,发射极电压 ue (usc) 也增加。相反,当 Usr 减少时,USC 也会减少。这表明输出电压与输入电压同相,正是因为不仅输出电压等于输入电压,而且相位也相等。输出电压紧随输入电压并发生变化。我们将具有以下特性的电路称为“辐射极限跟随器”。

发射极跟随器可以用小输入电流(即=(1+β)ib)获得大输出电流。因此,它具有电流放大和功率放大的功能。需要区分的是,普通的多级共发射极放大器电路不放大电流而放大电压,这与发射相反。在电视电路中,电视视频图像由发射器电路输出,以确保输出图像随输入而变化。需要注意的是,一般幅度应达到1.2V左右,并且必须调整RB和RE。该比率调整输出交流波形的幅度。

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