要想掌握三極管開關電路的飽和狀態,該怎麼做?
發布時間:2015-04-24 責任編輯:echolady
【導讀】在電路設計中,三極管絕對是電路中的核心元件,三極管開關電(dian)路(lu)本(ben)是(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)必(bi)須(xu)掌(zhang)握(wo)的(de)基(ji)本(ben)知(zhi)識(shi),但(dan)是(shi)大(da)多(duo)數(shu)都(dou)不(bu)熟(shu)練(lian),本(ben)文(wen)就(jiu)來(lai)分(fen)析(xi)三(san)極(ji)管(guan)的(de)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai),希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)對(dui)三(san)極(ji)管(guan)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)不(bu)夠(gou)熟(shu)練(lian)掌(zhang)握(wo)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)有(you)所(suo)幫(bang)助(zhu)。
簡單的畫了一個最基本的電路模型,我們先假設這個三極管的Vbe=0.7v,Hfe=10,Icm=100mA來展開討論。

三極管開關電路模型
下麵我們來討論下究竟什麼叫三極管的飽和,到底什麼是飽和壓降,BE正偏,BC反偏就是飽和呢,還是當晶體管處於飽和狀態時,其基極電流對晶體管的控製將失去作用呢?
1、當我們調節可調電阻,R1,使R1=4.3K時,通過歐姆定律我們可以計算得到,Ib=(5-0.7)/4.3K=1mA,那我們就可以計算出IC=Hfe*Ib=10mA,假如這個時候我調節R3,使R3=500歐姆,通過計算我們可以得到Vc=5-(10mA*0.5K)=0V,這個時候我們來看三極管三個極的電壓,Vb=0.7,Vc=0,Ve=0。
2、當我們調節可調電阻,R1,使R1=4.3K時,通過歐姆定律我們可以計算得到,Ib=(5-0.7)/4.3K=1mA,那我們就可以計算出IC=Hfe*Ib=10mA,假如這個時候我調節R3,使R3=1K歐姆,通過計算我們可以得到Vc=5-(10mA*1K)=-5V,回出現-5V嗎,當然不會,因為沒有負壓,所以Vc的電壓會停留在0V,那這個時候我們再來看下Ic到底是多少。
通過歐姆定律我們可以計算出:
Ic=(5-Vc)/1K=(5-0)/1=5mA,而不是10mA,這個是為什麼呢?
這個時候我們來看三極管三個極的電壓,Vb=0.7,Vc=0V,Ve=0V。
3、當我們調節可調電阻,R1,使R1=2.15K時,通過歐姆定律我們可以計算得到:
Ib=(5-0.7)/2.15K=2mA
那我們就可以計算出IC=Hfe*Ib=20mA,假如這個時候我調節R3,使R3=1K歐姆,通過計算我們可以得到Vc=5-(20mA*1K)=-15V,回出現-15V嗎,當然也不會,同樣因為沒有負壓,所以Vc的電壓會停留在0V,那這個時候我們再來看下Ic到底是多少。
通過歐姆定律我們可以計算出Ic=(5-Vc)/1K=(5-0)/1=5mA,同樣還是5mA,而不是20mA,這個又是為什麼呢?
這個時候我們來看三極管三個極的電壓,Vb=0.7,Vc=0V,Ve=0V,jiarusanjiguandebaohezhuangtaishizhengruganggangsuodingyide,nayishangsanzhongzhuangtaidouyinggaishibaohe,danshishijisanjiguanbaohelema,keyihenkendingdexiangdajiabaozhengdoumeiyou,weishenmene,yinweiyishangdeqingkuangxiadeIc無論是10mA,5mA,5mA都離集電極的最大電流Icm=100mA很遠,那到底是那裏錯了,是書告訴我們的這個是這個BE正偏,BC反(fan)偏(pian)就(jiu)是(shi)飽(bao)和(he)結(jie)論(lun)錯(cuo)了(le),這(zhe)個(ge)是(shi)一(yi)個(ge)不(bu)負(fu)責(ze)任(ren)的(de)結(jie)論(lun),老(lao)師(shi)和(he)課(ke)本(ben)都(dou)沒(mei)有(you)能(neng)準(zhun)確(que)的(de)告(gao)訴(su)我(wo)們(men)什(shen)麼(me)是(shi)三(san)極(ji)管(guan),到(dao)底(di)基(ji)極(ji)是(shi)怎(zen)麼(me)來(lai)控(kong)製(zhi)集(ji)電(dian)極(ji)的(de)。
其實這個控製的過程就象我們用手去推一個閘門,讓水流過閘門的過程,我們力氣的大小就是基極電流Ib,閘門的開口大小就是Ib*Hfe,
閘門流過的水流就是Ic,所(suo)以(yi)假(jia)如(ru)集(ji)電(dian)極(ji)連(lian)到(dao)一(yi)個(ge)大(da)水(shui)庫(ku),我(wo)們(men)用(yong)力(li)推(tui),集(ji)電(dian)極(ji)閘(zha)門(men)的(de)閘(zha)口(kou)開(kai)的(de)越(yue)大(da),水(shui)流(liu)就(jiu)會(hui)越(yue)大(da),我(wo)們(men)不(bu)用(yong)力(li)推(tui)集(ji)電(dian)極(ji)閘(zha)門(men)的(de)閘(zha)口(kou)開(kai)的(de)變(bian)小(xiao),水(shui)流(liu)就(jiu)會(hui)變(bian)小(xiao),這(zhe)個(ge)時(shi)候(hou)水(shui)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)會(hui)受(shou)到(dao)閘(zha)口(kou)的(de)大(da)小(xiao)控(kong)製(zhi)。所(suo)以(yi)假(jia)如(ru)集(ji)電(dian)極(ji)連(lian)到(dao)一(yi)個(ge)自(zi)來(lai)水(shui)管(guan),我(wo)們(men)再(zai)用(yong)力(li)推(tui),集(ji)電(dian)極(ji)閘(zha)門(men)的(de)閘(zha)口(kou)開(kai)的(de)跟(gen)個(ge)火(huo)力(li)發(fa)電(dian)站(zhan)的(de)煙(yan)囪(cong)也(ye)沒(mei)有(you)用(yong),因(yin)為(wei)水(shui)隻(zhi)有(you)這(zhe)麼(me)大(da),再(zai)大(da)的(de)通(tong)道(dao)也(ye)白(bai)搭(da)。
所suo以yi我wo們men基ji極ji電dian流liu控kong製zhi的de是shi什shen麼me,是shi集ji電dian極ji流liu過guo電dian流liu的de能neng力li,而er不bu是shi控kong製zhi集ji電dian極ji有you多duo少shao電dian流liu,隻zhi有you集ji電dian極ji有you足zu夠gou的de能neng力li的de時shi候hou,我wo們men來lai控kong製zhi這zhe個ge閘zha口kou才cai能neng達da到dao控kong製zhi水shui流liu大da小xiao的de目mu的de。
由(you)此(ci)我(wo)們(men)就(jiu)能(neng)夠(gou)清(qing)楚(chu)地(di)知(zhi)道(dao),這(zhe)裏(li)所(suo)說(shuo)的(de)真(zhen)正(zheng)意(yi)義(yi)上(shang)的(de)飽(bao)和(he)應(ying)該(gai)是(shi)水(shui)流(liu)大(da)於(yu)我(wo)們(men)的(de)最(zui)大(da)閘(zha)口(kou)可(ke)以(yi)流(liu)過(guo)的(de)水(shui)流(liu),才(cai)是(shi)正(zheng)解(jie),就(jiu)是(shi)閘(zha)口(kou)已(yi)經(jing)是(shi)最(zui)大(da)了(le),你(ni)水(shui)再(zai)大(da)也(ye)是(shi)白(bai)搭(da).也就是說閘門流過的最大水流Ic是受閘門的開口大小就是Ib*Hfe限製的,但是實際流過水流是沒辦法控製的,要看供水的設備。但最大不會超過閘口的容限。
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