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三極體NPN和PNP開關電路

正文

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0. 總結

NPN適合做低端驅動,即PN接面在下面(低端),發射極E接地。

PNP適合做高階驅動,即PN接面在上面(高階),發射極E接VCC。

Tips:標箭頭的PN接面,中間的是基極B,外頭是E極。

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1. 簡述

三極體開關屬於電流控制開關,Ib控制Ic,與MOSFET管電壓控制相反:

NPN和PNP的電流方向、電壓極性相反。

1)NPN :以B→E 電流控制C→E 電流。 正常放大時,VC > VB > VE

2)PNP :以E→B 電流控制E→C 電流。 正常放大時,VE > VB > VC

總之,VB在中間,VC 和VE 在兩邊。而且BJT各極的電壓與電流方向是一致的,不會出現電流從低電位處流行高電位的情況。

NPN和PNP區別:箭頭所指,即電流流向。如圖:

PNP的反向電流可以使用I/O口直接提供,注意I/O口的最大承受電壓,最好E極電壓等於I/O口的高電平。對於E電壓比較大的情況下可以使用文章最後的電源控制電路。

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2. NPN,PNP三極體開關形式的典型接法

只有一個上拉下拉電阻的區別。如果是GND~VCC的訊號驅動,左圖即可。如果是強弱電流驅動,選右圖。

NPN適合做低端驅動,PNP適合做高階驅動。類似的NMOS和PMOS也是如此。

因此,為了獲得相應的控制電位差,把NPN的射級對地,你比較容易獲得一個開啟訊號。如果你把NPN的集電極直接接VCC,那麼你就需要VCC甚至VCC以上的訊號才能開啟,驅動起來不方便,更重要的是,隨著負載上電壓的變化,你的IB

不穩定。因此一般來說,低端管在低端高階管在高階。

說明:大多數的小訊號矽質三極體在飽和時,VCE(飽和)值約為0.2V,縱使是專為開關應用而設計的交換三極體,其VCE(飽和)值頂多也只能低到0.1V左右,而且負載電流一高,VCE(飽和)值還會有些許的上升現象,雖然對大多數的分析計算而言,VCE(飽和)值可以不予考慮,但是,必須明白VCE(飽和)值並非真的是0。