新手設(shè)計(jì)的電路到底能挑多少毛病?三極管電路糾錯(cuò)+詳細(xì)分析
電路一、三極管驅(qū)動(dòng)電路
為了描述簡(jiǎn)單,我們假設(shè)驅(qū)動(dòng)LED。
圖1 三極管驅(qū)動(dòng)電路
該電路有三個(gè)問(wèn)題:
1.1、PNP三極管無(wú)法關(guān)閉
圖2 PNP三極管無(wú)法關(guān)閉
當(dāng)輸入低電平時(shí),三極管開(kāi)通,LED正常點(diǎn)亮。當(dāng)輸入高電平時(shí),Vbe=5V-3.3V=1.7V>0.7V,三極管開(kāi)通,LED正常點(diǎn)亮。
所以三極管無(wú)法關(guān)閉。
1.2、NPN三極管不能正常工作
圖3 NPN三極管不能正常工作
當(dāng)輸入低電平時(shí),三極管關(guān)斷,LED不亮。當(dāng)輸入高電平時(shí):
Vbe=3.3V-0.7V=2.6V,三極管開(kāi)通;
開(kāi)通后Ve≈5V,Vbe≈3.3V-5V<0.7V,三極管關(guān)閉;
之后不停的自動(dòng)開(kāi)關(guān),不能正常工作。
1.3、負(fù)載LED位置放錯(cuò)
圖4 負(fù)載LED位置放錯(cuò)
兩個(gè)電路的負(fù)載LED都接在三極管的發(fā)射極,以NPN三極管電路分析:
假設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)高電平為5V,當(dāng)負(fù)載不是LED時(shí),負(fù)載上的壓降設(shè)為UL,
基極電流Ib=(5V-0.7V-UL)/4.7K,
其中UL的大小是不定的,所以基極電流Ib也是不定的,很可能導(dǎo)致三極管無(wú)法工作在飽和狀態(tài),使得負(fù)載無(wú)法被驅(qū)動(dòng)。
正確的電路如下(負(fù)載放在集電極一側(cè)):
圖5 正確的驅(qū)動(dòng)電路
電路二、推挽電路
該電路設(shè)計(jì)的是一個(gè)推挽電路,主要由一個(gè)NPN和一個(gè)PNP三極管組成。
圖6 錯(cuò)誤的推挽電路
該電路主要有兩個(gè)問(wèn)題:
2.1、邏輯反
一般的邏輯是輸入高電平,輸出為高電平;輸入低電平,輸出為低電平。
當(dāng)輸入高電平12V時(shí),下管Q2導(dǎo)通,
電流走向:Vout→Q2→GND,輸出為低電平。
圖7 輸入高電平,輸出低電平
當(dāng)輸入低電平0V時(shí),上管Q1導(dǎo)通,
電流走向:12V→Q1→Vout,輸出為高電平。
圖8 輸入低電平,輸出高電平
2.2、有直通風(fēng)險(xiǎn)
如果單獨(dú)輸入0V或12V,那么該電路沒(méi)有問(wèn)題。但輸入信號(hào)是變化的,電壓信號(hào)高低電平的跳變有過(guò)渡的過(guò)程。
圖9 0~12V高低電平有個(gè)跳變過(guò)程
所以在中間某個(gè)電壓,例如輸入電壓為6V時(shí),上管Q1和下管Q2同時(shí)導(dǎo)通(直通),毫無(wú)疑問(wèn),管子一定會(huì)炸。
圖10 驅(qū)動(dòng)電壓為6V,上下管同時(shí)導(dǎo)通
正確的電路如下,分析見(jiàn)文章《基礎(chǔ)小結(jié) | 推挽輸出和開(kāi)漏輸出》(點(diǎn)擊標(biāo)題查看)
圖11 正確的推挽電路
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