把三极管当开关用 基极限流电阻怎么选

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三极管开关1

上图就是一个典型的把三极管当开关用的栗子。一般,我们都知道,NPN三极管是高电平导通,PNP三极管是低电平导通,至于基极限流电阻R1的阻值选取,却知道的很少。最近我稍微总结了一下与大家分享,有不对的地方,还请指出。

在选取电阻之前,我们有必要先来了解一下三极管的三个工作区,如下图:

三极管开关4

三极管有三个工作区间:饱和区、放大区、截止区。

三极管作为开关用,是工作在什么区呢?

三极管不导通,当然是工作在截止区。那么,三极管导通,就有饱和区导通和放大区导通两种。如果把三极管当开关用的话,我们当然希望三极管是作为“一条导线”,不希望在三极管上有压降产生,也就是希望Vce越小越好,再对比看一下三极管的输出特性曲线的横坐标,就知道是工作在饱和区了。

来实践一下吧:

取一个NPN三极管S8050,一个5V继电器,再分别拿几个不同电阻值的电阻,就可以做实验了。

先来测测继电器线圈的电阻值,大概是72欧姆。

继电器线圈电阻

如果要让继电器工作的话,我们就需要让继电器通过的电流是5V/72欧=69mA(这就是Ice),当然,这是假设三极管Vce没有压降(Vce=0),实际上,肯定会有些压降,我们希望是很小,这就需要调整基极限流电阻来实现。

下面是S8050的输出特性曲线:

三极管开关2

如上图,如果要让Ice达到69mA,大概所需的基极电流就是400uA(临界值)。以400uA计算的话,基极限流电阻大概就是(5V-0.7V)/0.0004A=10K。

实践一下:

基极电阻选取1

  • 先用10K电阻做为基极限流电阻,测得:Ube=0.75V ?Uce=0.13V ?Ibe=419uA Ice=61.1mA
  • 再用1K电阻做为基极限流电阻,测得:Ube=0.80V Uce=0.05V Ibe=4.12mA Ice=62.6mA
  • 再用20K电阻作为基极限流电阻,测得:Ube=0.71V Uce=1.06V Ibe=210uA Ice=48.4mA

总结:

  • 用10K和1K电阻作为基极限流电阻时,继电器会很有利的吸合,Uce很小,很显然工作在饱和区。
  • 用20K电阻作为基极限流电阻时,继电器不会很有利吸合,Uce达到1V,Uce>Ube,很显然工作在放大区了。

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把三极管当开关用-基极电阻要怎么选

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