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PNP與NPN兩種三極管使用方法

發(fā)布時間:2020-10-21 責任編輯:lina

【導讀】 本文總結下關于NPN和PNP兩種型號三極管的使用和連接方法。在單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。
 
本文總結下關于NPN和PNP兩種型號三極管的使用和連接方法。在單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。

PNP與NPN兩種三極管使用方法
 
PNP與NPN兩種三極管使用方法
 
上圖中,橫向左側的引腳叫做基極b,有一個箭頭的是發(fā)射極e,剩下的一個引腳就是集電極 c。

首先來說一下NPN型,這種型號的三極管在用于開關狀態(tài)時,大都是發(fā)射極接地,集電極接高電平,基極接控制信號。

其次對于PNP型的三極管,用于開關狀態(tài)時,一般都是發(fā)射極接高電平,基極接控制信號。三極管導通時,電流從發(fā)射極流向集電極。

三極管的開關原理

三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態(tài)。

放大狀態(tài)主要應用于模擬電路中,且用法和計算方法也比較復雜,我們暫時用不到。

而數字電路主要使用的是三極管的開關特性,只用到了截止與飽和兩種狀態(tài)。

三極管的用法特點,關鍵點在于 b 極(基極)和 e 級(發(fā)射極)之間的電壓情況,對于PNP 而言,e 極電壓只要高于 b 級 0.7V 以上,這個三極管 e 級和 c 級之間就可以順利導通。

同理,NPN 型三極管的導通條件是 b 極比 e 極電壓高 0.7V。

總之是箭頭的始端比末端高 0.7V 就可以導通三極管的 e 極和 c 極。

PNP與NPN兩種三極管使用方法

以上圖PNP三極管為例,基極通過一個 10K 的電阻接到了單片機的一個 IO口上,假定是 P1.0,發(fā)射極直接接到 5V 的電源上,集電極接了一個 LED 小燈,并且串聯(lián)了一個 1K 的限流電阻最終接到了電源負極 GND 上。

如果 P1.0 由我們的程序給一個高電平 1,那么e到 b 不會產生一個 0.7V 的壓降,這個時候,發(fā)射極和集電極也就不會導通,那么豎著看這個電路在三極管處是斷開的,沒有電流通過,LED2 小燈也就不會亮。

如果程序給 P1.0 一個低電平 0,這時 e 極還是 5V,于是 e 和 b 之間產生了壓差,三極管 e 和 b 之間也就導通了,三極管 e 和 b 之間大概有 0.7V 的壓降,那還有(5-0.7)V 的電壓會在電阻 R47 上。這個時候,e 和 c 之間也會導通了,那么 LED 小燈本身有 2V 的壓降,三極管本身 e 和 c 之間大概有 0.2V的壓降,我們忽略不計。那么在 R41 上就會有大概 3V 的壓降,可以計算出來,這條支路的電流大概是 3mA,可以成功點亮 LED。

三極管飽和狀態(tài)

最后一個概念,電流控制。前邊講過,三極管有截止,放大,飽和三個狀態(tài)。我們要讓這個三極管處于飽和狀態(tài),就是我們所謂的開關特性,必須要滿足一個條件。三極管都有一個放大倍數β,要想處于飽和狀態(tài),b 極電流就必須大于 e 和 c 之間電流值除以β。這個β,對于常用的三極管大概可以認為是 100。

那么上邊的 R47 的阻值我們必須要來計算一下了。剛才我們算過了,e 和 c 之間的電流是 3mA,那么 b 極電流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA,大概有 4.3V 電壓會落在基極電阻上,那么基極電阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。電阻值只要比這個值小就可以,當然也不能太小,太小會導致單片機的 IO 口電流過大燒壞三極管或者單片機。
 
 
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