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晶體管開關電路詳解

科技觀察員 ? 來源:apogeeweb ? 作者:apogeeweb ? 2023-07-03 10:12 ? 次閱讀
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TTL晶體管開關電路按驅(qū)動能力分為小信號開關電路和功率開關電路。按晶體管連接方式分為發(fā)射極接地(PNP晶體管發(fā)射極接電源)和射手跟隨開關電路。

1.1 發(fā)射極接地開關電路

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上面的基本電路與實際設計電路稍遠:由于晶體管基電荷的積累,存在從開到關的過渡(當晶體管關斷時,由于R1的存在,基極電荷釋放減慢,因此Ic不會立即變?yōu)榱悖?。換句話說,發(fā)射極接地開關電路具有關斷時間。它不能直接應用于高頻開關。

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說明:當晶體管突然導通(IN信號突然跳躍)時,C1瞬間出現(xiàn)短路,從而快速為晶體管提供基極電流,從而加快晶體管導通。當晶體管突然關斷(IN信號突然跳閘)時,C1瞬時導通,為基極電荷放電提供低阻抗路徑,從而加速晶體管關閉。 C值通常是幾十到幾百個皮膚的方法。電路中的R2是為了確保晶體管在沒有IN高輸入時保持關斷狀態(tài)。R4是為了確保晶體管在沒有IN低輸入時保持關斷。R1和R3用于基極電流限制。

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說明:由于TVS二極管Vf比Vbe小0.2至0.4V,大部分基極電流從二極管流出,然后流向晶體管,最后在晶體管導通時流向地,因此流向晶體管基極的電流很小,累積的電荷較少。當晶體管關斷(IN信號突然跳躍)時,放電電荷變少,關斷動作自然變快。

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在實際電路設計中,我們需要考慮晶體管Vceo,Vcbo滿足壓力,晶體管滿足集電極功耗。使用負載電流和hfe(取最小晶體管hfe來計算)來計算基極電阻(基極電流保持0.5至1倍裕量)。注意專用二極管的反向耐壓。

1.2 發(fā)射極跟隨開關電路

發(fā)射極跟隨器也稱為發(fā)射極跟隨器,是典型的負反饋放大器。從晶體管的連接方式來看,它實際上是一個常見的集電極放大器。信號從基極輸入,從發(fā)射器輸出。連接到晶體管發(fā)射極的電阻Re在電路中起著重要作用。它就像一面鏡子,反映了輸出和輸入的以下特征。

輸入電壓 usr=ube+usc。通常是Usc》Ube,忽略Ube,然后是usr≈usc。顯然,這意味著輻射極限跟隨器的電壓放大因子近似等于1,即輸入電壓幅值近似等于輸出電壓幅值。當 Usr 增加時,ib 和 ie 都增加,發(fā)射極電壓 ue (usc) 也增加。相反,當 Usr 減少時,USC 也會減少。這表明輸出電壓與輸入電壓同相,正是因為不僅輸出電壓等于輸入電壓,而且相位也相等。輸出電壓緊隨輸入電壓并發(fā)生變化。我們將具有以下特性的電路稱為“輻射極限跟隨器”。

發(fā)射極跟隨器可以用小輸入電流(即=(1+β)ib)獲得大輸出電流。因此,它具有電流放大和功率放大的功能。需要區(qū)分的是,普通的多級共發(fā)射極放大器電路不放大電流而放大電壓,這與發(fā)射相反。在電視電路中,電視視頻圖像由發(fā)射器電路輸出,以確保輸出圖像隨輸入而變化。需要注意的是,一般幅度應達到1.2V左右,并且必須調(diào)整RB和RE。該比率調(diào)整輸出交流波形的幅度。

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