1. NPN三极管开关
1.0电路工作原理如下:
如图所示,如果NPN三极管的Vbe不变,对于该电路来说NPN三极管是属于射极输出模式的,那么对于负载B1来说如果B1负载不变Ibe也不变的话那么该电路是个恒流源,如果Vbe不变的话该电路又是一个恒压源,所以NPN三极管的射极输出模式不适合用于做开关,它更适合用于做三极管降压电源,
1.1电路部分器件功能概述:
∵在NPN的b级需要增加一个滤除5us脉冲干扰的滤波电容
又∵T3(滤波深度)= RC
∴C = 5us/9k ≈560pf
Ibe = (12-0.3)/9k = 1.3ma
2. PNP三极管开关
2.1电路概述:
首先,不管是什么类型的三极管都是Ibe有电流才会导通的,上图经过R2的限流Ibe = 1.2ma,三极管是可以工作的。
3. 以上电路存在的问题:
3.1:
对于这个电路来说当S1断开后三极管是工作在高阻态模式的,而实际上PNP三极管做开关的时候应该尽量避免PNP三极管工作在高阻态模式,因为在高阻态模式的时候PNP三极管极容易受干扰,所以必须要在三极管的b级增加一个上拉电阻。
3.2:
由于半导体生产制造的工艺原因,所有的三极管都存在极间电容,极间电容是无法避免的,如上图所示C1、C2、C3就是Q1三极管的极间电容,当电路刚上电的时候会给C1、C3充电,会使三极管Q1导通,当电容充电完毕以后三极管Q1会断开,虽然C1、C3充电仅需要很短的时间,但这是不能允许的。
3.3:
如上图,在此电路中开关S1闭合后,会在很短的时间内极间电容C1会充电完毕,由于三极管Q1的Vbe的钳位电压是0.7V,C1与Q1的be极是并联的,所以C1的电压也会是0.7V,所以C1两端是有电场存在的,C1就相当于一个电池,当开关S1断开PNP的be极就会给电容构成一个放电回路,电流方向如红色虚线所示,所以Ibe是有电流的,Ice也会有电流,直到C1两端电压小于0.7V,PNP才会关闭,就算在C1两端并联一个上拉电阻也不会有太大作用,因为它只是加速Q1的关断时间,所以三极管Q1导通后是无法立刻断开的。
开关S1是机械式开关,它在开/关过程中都会产生很高的干扰波,而干扰波会影响到三极管的导通和关断。
4. 解决问题的办法:
如上图所示,我觉得这是问题最终的解决办法。可见由于PNP三极管本身的物理特性所导致PNP三极管并不适合用于做开关,如果要使用三极管做开关那么建议使用NPN型。
在达到功能的情况下电路中所使用的器件应该越少越好,每个器件都是有寿命和成本的,多出来的器件就是可靠性和成本……,但是大家如果有更好,简单的方法,也请告诉我,我会认真学习!
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