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npn型三極管原理圖

2019年08月14日 15:01 xx 作者: 用戶評論(0

  NPN型三極管概述

  NPN型三極管,由三塊半導(dǎo)體構(gòu)成,其中兩塊N型和一塊P型半導(dǎo)體組成,P型半導(dǎo)體在中間,兩塊N型半導(dǎo)體在兩側(cè)。三極管是電子電路中最重要的器件,它最主要的功能是電流 放大和開關(guān)作用。

  半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。 三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的,而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成,共用的一個電極成為三極管的基極(用字母B表示——B取自英文Base,基本(的)、基礎(chǔ)(的)),其他的兩個電極分別稱為集電極(用字母C表示——C取自英文Collector,收集)和發(fā)射極(用字母E表示—— E取自英文Emitter,發(fā)射)。

  三極管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號,當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒,它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化,并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。

  NPN三極管的工作原理詳解

  三極管是一種控制元件,主要用來控制電流的大小,以共發(fā)射極接法為例(信號從基極輸入,從集電極輸出,發(fā)射極接地),當(dāng)基極電壓UB有一個微小的變化時,基極電流IB也會隨之有一小的變化,受基極電流IB的控制,集電極電流IC會有一個很大的變化,基極電流IB越大,集電極電流IC也越大,反之,基極電流越小,集電極電流也越小,即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多,這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。),三極管的放大倍數(shù)β一般在幾十到幾百倍。

  三極管在放大信號時,首先要進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài),即要先建立合適的靜態(tài)工作點,也叫 建立偏置 ,否則會放大失真。

npn型三極管原理圖

  NPN三極管驅(qū)動繼電器原理圖解

  繼電器線圈需要流過較大的電流(約50mA)才能使繼電器吸合,一般的集成電路不能提供這樣大的電流,因此必須進(jìn)行擴流,即驅(qū)動。

  圖1 所示為用NPN型三極管驅(qū)動繼電器的電路圖,圖中陰影部分為繼電器電路,繼電器線圈作為集電極負(fù)載而接到集電極和正電源之間。當(dāng)輸入為0V時,三極管截止,繼電器線圈無電流流過,則繼電器釋放(OFF);相反,當(dāng)輸入為+VCC時,三極管飽和,繼電器線圈有相當(dāng)?shù)碾娏髁鬟^,則繼電器吸合(ON)。

npn型三極管原理圖

  圖1 用NPN三極管驅(qū)動繼電器電路圖

  續(xù)流二極管的作用: 當(dāng)輸入電壓由變+VCC為0V時,三極管由飽和變?yōu)榻刂?,這樣繼電器電感線圈中的電流突然失去了流通通路,若無續(xù)流二極管D將在線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動勢,極性為下正上負(fù),電壓值可達(dá)一百多伏,這個電壓加上電源電壓作用在三極管的集電極上足以損壞三極管。故續(xù)流二極管D的作用是將這個反向電動勢通過圖中箭頭所指方向放電,使三極管集電極對地的電壓最高不超過+VCC +0.7V。

  圖1中電阻R1和R2的取值必須使當(dāng)輸入為+VCC時的三極管可靠地飽和,即有βIb》Ies

  在圖1.21中假設(shè)Vcc = 5V,Ies=50mA,β=100,則有Ib》0.5mA

  而Ib=(Vcc-Vbe)/R1-Vbe/R2

  若取R2=4.7K,則R1《6.63K,為了使三極管有一定的飽和深度和兼顧三極管電流放大倍數(shù)的離散性,一般取R1=3.6K左右即可。

  若取R1=3.6K,當(dāng)集成電路控制端為+VCC時,應(yīng)能至少提供1.2mA的驅(qū)動電流(流過R1的電流)給本驅(qū)動電路,而許多集成電路(例如標(biāo)準(zhǔn)8051單片機)輸出的高電平不能達(dá)到這個要求,但它的低電平驅(qū)動能力則比較強(例如標(biāo)準(zhǔn)8051單片機I/O口輸出低電平能提供20mA的驅(qū)動電流(這里說的是漏電流)),則應(yīng)該用如圖1.22所示的電路來驅(qū)動繼電器。

npn型三極管原理圖

  圖2 用PNP三極管驅(qū)動繼電器電路圖

  R2起到上拉作用

  與圖2 比較NPN三極管變?yōu)镻NP三極管,電流方向、電壓極性和繼電器邏輯都應(yīng)有所變化。當(dāng)輸入為0V時,三極管飽和,從而使繼電器線圈有相當(dāng)?shù)碾娏髁鬟^,繼電器吸合;相反,當(dāng)輸入為+VCC時,三極管截止,繼電器釋放。

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( 發(fā)表人:姚遠(yuǎn)香 )

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