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按键开关IC中三极管开关电路

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浏览:- 发布日期:2020-03-05 11:32:50【

按键开关IC中三极管开关电路

电子开关IC的应用种,由于IC只是给出一个触发信号,而IC本身的负载是比较小的,开关机IC芯片种加入三极管和MOS管来驱动应用是比较广泛的。

三极管可以工作在三种状态:截止、放大、饱和。在模拟电路中,一般比较常用的是放大状态,而在单片机外围电路中,我们比较常用的还是其开关状态,即工作在截止和饱和状态。

实际上三极管的开关电路可以从放大电路逐步演变而来。如下图所示:

一键开关机芯片

上图左边是正常的放大电路,右边是我们需要的开关电路。从这两个波形不难看出,其状态很像,只是一个是正弦波,一个是方波。如果我们把放大倍数调大,或者把输入信号增大,那么会导致什么现象呢?这一点不难想象,输入输出信号的增大,放大波形的上下均会被切掉。切掉后的正弦波是不是很像我们的方波呢?由此可以看出,我们只需要修改这个放大电路,让其进入两个极端就可以得到开关电路了。

从放大电路到开关电路

从发射极放大电路演变掉开关电路的示意图如下:

按键开关IC

从图中可以看出,电路(a)去掉输入输出两个耦合电容后得到了电路(b),由于放大倍数是有Rc和Re两个电阻决定的,所以去掉Re后,得到了电路(c),同时,基极偏置电路也没有什么必要,当输入信号为0V时三极管处于截止状态,如图(d)。

为了确保在没有任何信号输入时,三极管处于截止状态,这里加上了下拉电阻R2。我们知道,如果在电路中输入信号超过0.6V时,三极管的基极和发射极之间的二极管将导通,开始为电路提高基极电流,在这种状态下,由于没有限制电流的大小,可能会损害单片机端口和三极管,为此还需要在基极上添加一个限流电阻。至此一个开关电路就这样演变而来。

负载放置

开关电路完成了,那么负载应该放在什么地方呢?对于这个电路,负载的放置有两种方式:

触发开关芯片

上图上边是开路集电极电路,跟负载使用电源没有关系,只要基极有电压,电路就能工作;而上图下边的是开路发射极,基极电压与负载电源是有关系的,输出电压要比输入电压低0.6V。所以,这两种开关电路各有优缺点。上边电路的开关速度不够高,还必须通过添加其他器件来提高其开关速度。而下边电路的开关速度却非常快,但输入电源和输出电源有关联。所以,在实际的应用中,比较常用的还是左边的那种方式,本人也建议尽量采用上边的(b)图,而尽量不要应用右边的这两种方式。

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