常用三極管電路設(shè)計(jì)的主要兩個(gè)問題

上次分享了下三極管作為開關(guān)的電路《常用的三極管電路設(shè)計(jì)-電阻到底是怎么選的》，然后就有個(gè)兄弟專門加了我微信，討論些東西，讓我學(xué)到了點(diǎn)新東西，我也分享給兄弟們。

主要有兩個(gè)問題

第一個(gè)問題：一個(gè)已經(jīng)做出來的三極管的放大倍數(shù)β（hfe）是固定的嗎？

第二個(gè)問題：下面的三極管進(jìn)入飽和導(dǎo)通時(shí)，Vout一定是低電平嗎？

三極管的放大倍數(shù)β

我們?cè)趯W(xué)習(xí)模電的時(shí)候，好像說過，一個(gè)已經(jīng)生產(chǎn)出來的確定的三極管，那么它的放大倍數(shù)β是固定的。而事實(shí)并非如此，β與IC的電流大小有關(guān)。

以LMBT222ALT1G為例子，這是一個(gè)NPN三極管，之所以以這個(gè)為例，是因?yàn)檫@個(gè)三極管的手冊(cè)寫得比較全面。

下面是IC與放大倍數(shù)的曲線圖：

縱坐標(biāo)是hfe，也就是放大倍數(shù)β，坐標(biāo)軸是對(duì)數(shù)的。

可以看到，不同的IC電流，放大倍數(shù)是有變化的，并且在電流超過100mA時(shí)，β是急劇下降的。

除此之外，我們也可以看到，放大倍數(shù)跟溫度也是有較大的關(guān)系的，溫度越高，放大倍數(shù)越大。

下面看看最常用的MMBT3904的曲線

在電流超過10mA時(shí)，放大倍數(shù)也是急劇下降的。

總的來說，就是一個(gè)確定的三極管，其實(shí)際放大倍數(shù)也不是固定不變的，跟其工作的電流和溫度有關(guān)系。

飽和導(dǎo)通的Vce

我們有時(shí)會(huì)用到下面的開關(guān)電路，一般來說，我們會(huì)計(jì)算出臨界飽和導(dǎo)通的Ib電流，然后實(shí)際用更小阻值的Rb電阻，讓IB電流更大，這樣可以讓三極管進(jìn)入深度飽和狀態(tài)，這樣Vce更小，確?？梢缘玫降碗娖健?/p>

那問題來了，究竟要讓Rb小到多少合適呢？

這個(gè)跟IC的電流也有較大的關(guān)系，關(guān)于這一點(diǎn)，也是跟我交流的兄弟告訴我的。我工作中實(shí)際用到的情景，大都是小電流的，IC都不會(huì)超過10mA。

還是以LMBT222ALT1G手冊(cè)為例，下面是Vce與IB，IC的關(guān)系。

我們從曲線大致可以看到，放大倍數(shù)大概是100。

在IC=10mA時(shí)，只需要讓IB稍稍大于臨界飽和電流10mA/100=0.1mA，就可以將Vce控制在0.2V以下了，這時(shí)已經(jīng)可以視為低電平了。

而在IC=150mA時(shí)，如果只是讓IB稍稍大于臨界飽和電流150mA/100=1.5mA，Vce的電壓是在0.8V左右，這是不能看作是低電平的了。另外，從曲線上看，如果要讓Vce在0.2V，那么IB需要大于6mA，也就是說是原來1.5mA的4倍

我們也可以從LMBT222ALT1G手冊(cè)看到這一項(xiàng)描述

可以看到，在IC=500mA，IB=50mA時(shí)，此時(shí)三極管已經(jīng)處于飽和狀態(tài)，并且還不是臨界飽和狀態(tài)，因?yàn)镮C/IB=10，而此時(shí)三極管的放大倍數(shù)是大于40的（可以從手冊(cè)中看出來，就不截圖了），也就是說，這個(gè)三極管已經(jīng)進(jìn)入飽和狀態(tài)有一定的深度，但是Vce（sat）的最大值可以依然達(dá)到1V，可見，深度不夠。

所以，并不是三極管只要進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出電壓就能看成是低電平，這個(gè)跟電流的大小有關(guān)系。IC電流比較大時(shí)，Vce（sat）可能比較大。

下面是跟我溝通的兄弟的使用情況

總之，使用場(chǎng)景中，如果IC的電流比較大，那么就需要特別注意IB是否夠大。

那問題來了，究竟Rb取多大阻值，IB電流為多少能讓輸出低電平？

之前文章提供了一個(gè)計(jì)算方式，算得了一個(gè)Rb的上限值，就有兄弟說，不留裕量嗎？裕量自然是要留的，但是問題就出在了裕量留多少，阻值取計(jì)算值的一半，十分之一，還是多少？

這個(gè)又成了經(jīng)驗(yàn)值了，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

如果現(xiàn)在非要讓我給出一個(gè)具體的方式，我覺得下面這個(gè)方式是可行的：

在IC《10mA時(shí)：電流比較小，可以選擇合適的Rb，讓IB≥1/10*IC。

一般來說，三極管的放大倍數(shù)肯定是大于10的，滿足IB≥1/10*IC時(shí)，三極管肯定可以進(jìn)入一定深度的飽和，并且有相對(duì)較高的裕量。這種方式有個(gè)好處，就是不需要去查具體的三極管的放大倍數(shù)，不用翻手冊(cè)。

在IC》10mA時(shí)：那最好是去翻下手冊(cè)，查看對(duì)應(yīng)的參數(shù)，曲線了，電路做好了之后還要實(shí)測(cè)。

以上就是我個(gè)人的理解，如果有不同意見或者是補(bǔ)充，可以留言指出。

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責(zé)任編輯：haq