三极管开关作用的应用.pdf
《三极管开关作用的应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三极管开关作用的应用.pdf(16页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、三极管开关电路应用 三极管开关状态的判断方法(用万用表测量)是: 当处于开状态时,三极管为处于饱和状态,UceUbe, Uce 间的电压很小,一般小于PN 结正向 压降 (0.7V). 当处于关状态时,基极电流Ib 为 0. Uce 1V 时为放大状态 下面介绍几款三极管开关电路的应用 三极管开关电路在电动玩具中的应用: 由开关三极管VT,玩具电动机M,控制开关S,基极限流电阻器R 和电源 GB 组成。 VT 采用 NPN 型小功率硅管8050 ,其集电极最大允许电流ICM 可达 1.5A ,以满足电动机起动 电流的要求。 M 选用工作电压为3V 的小型直流电动机,对应电源GB 亦为 3V 。
2、 VT 基极限流电阻器R 如何确定呢?根据三极管的电流分配作用,在基极输入一个较弱 的电流 IB,就可以控制集电极电流IC 有较强的变化。假设VT 电流放大系数hfe 250 ,电 动机起动时的集电极电流IC1.5A ,经过计算,为使三极管饱和导通所需的基极电流IB (1500mA 250) 212mA 。在图 1 电路中,电动机空载时运转电流约为500mA ,此时 电源(用两节5 号电池供电)电压降至2.4V , VT 基极 -发射极之间电压VBE 0.9V 。根据 欧姆定律, VT 基极限流电阻器的电阻值R( 2.4 0.9)V12mA 0.13k 。考虑到VT 在 IC 较大时, hfe
3、 要减小,电阻值R 还要小一些,实取100。为使电动机更可靠地启动, R 甚至可减少到51。在调试电路时,接通控制开关S,电动机应能自行启动,测量VT 集 电极 发射极之间电压VCE 0.35V ,说明三极管已饱和导通,三极管开关电路工作正常, 否则会使 VT 过热而损坏。 三极管开关电路在自动停车的磁力自动控制电路中的应用: 见图 3。开启电源开关S,玩具车启动,行驶到接进磁铁时,安装在VT 基极与发射极之间 的干簧管 SQ 闭合,将基极偏置电流短路,VT 截止,电动机停止转动,保护了电动机及避 免大电流放电。 三极管开关电路在光电自动控制电路中的应用 见图 4。 VT1 和 VT2 接成类
4、似复合管电路形式,VT1 的发射极电流也是VT2 的基极电流, R2 既是 VT1 的负载电阻器又是VT2 的基极限流电阻器。因此,当VT1 基极输入微弱的电 流( 0.1mA ),可以控制末级VT2 较强电流 驱动电动机运转电流(500mA )的变化。 VT1 选用小功率NPN 型硅管 9013 ,hfe 200 。同前计算方法,维持两管同时饱和导通时 VT1 基极偏置电阻器R1 约为 3.3k ,减去光敏电阻器RG 亮阻 2k,限流电阻器R1 实取 1k。光敏传感器也可以采用光敏二极管,使用时要注意极性,光敏二极管的负极接供电电 源正极。 光敏二极管对控制光线有方向性选择,且灵敏度较高,
5、也不会产生强光照射后的疲 劳现象。 关 三极管 三极管开关原理 图 1 NPN 三极管共射极电路 图 2 共射极电路输出特性曲 图一所示是NPN 三极管的共射极电路,图二所示是它的特性曲线图,图中它有3 种工作区域: 截止区 (Cutoff Region) 、线性区(Active Region) 、饱和区 (Saturation Region) 。三极管是以B 极电流 IB 作为输入,操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区,IB 趋近于 0 (VBE 亦趋近于0),C 极与 E 极间约呈断路状态,IC = 0,VCE= VCC。若三极管是在线性区,B-E 接面为顺向偏压,B-C 接面为逆
6、向偏压,IB 的值适中(VBE= 0.7 V),I C =h F E I B 呈比 例放大, Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFEIB可被IB操控。 若三极管在饱和区,IB很大, VBE= 0.8 V,VCE= 0.2 V,VBC= 0.6 V,B-C 与 B-E 两接面均为正向偏压,C-E 间等同于 一个带有0.2 V 电位落差的通路,可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc,Ic 与 IB无关了,因此时的I B大过线性放大区的 IB值,IchFEIB是必然的。三极管在截止态时C-E 间如同断路,在 饱和态时C-E 间如同通路(带有 0.2 V 电位降 )
7、,因此可以作为开关。控制此开关的是IB,也 可以用VBB作为控制的输入讯号。图三、四分别显示三极管开关的通路、断路状态,及其对应 的等效电路。 图 3、截止态如同断路线图图 4、饱和态如同通路 实验:三极管的开关作用 简单三极管开关:电路如图5,电阻 RC 是 LED 限流用电阻,以防止电压过高烧坏LED (发光 二极管),将输入信号VIN从 0 调到最大(等分为约20 个间隔 ),观察并记录对的VOUT以及 LED 的亮度。当三极管开关为断路时,VOUT=VCC =12 V,LED 不亮。当三极管开关通路时, VOU T= 0.2V ,LED 会亮。改良三极管开关:因为三极管由截止区过度到饱
8、和区需经过线性区, 开关的效果不会有明确的界线。为使三极管开关的效果明确,可串接两三极管,电路如图六。 同 样将输入信号VIN从 0 调到最大(等分为约20 个间隔 ),观察并记录对应的VOUT以及 LED 的亮度。 图 5、简单开关三极管电路图 图 6、改良三极管开关电路-达林顿电路图 以上可以看出几乎任何一种型号三极管都可一做为电子开关来使用,如果条件允许也可用来控制 加热设备。可见开关三极管只是一个笼统的概念,不过市面上也有少数的专用开关三极管出售 种常用 51 单片机的I/O 口驱动能力分析 - 几种常用51 单片机的 I/O 口驱动能力分析 在控制系统中, 经常用单片机的口驱动其他电
9、路。几种常用单片机口驱动 能力在相关的资料中的说法是:、的、 的口线分别具有、的输出驱动能力,的、 、的口线具有的输出驱动能力。在实际应用中, 仅有这些资料是远远不够的。 笔者通过实验测出了上述几种单片机的口线的伏安特性(图、图),从中可以得 到这些口的实际驱动能力。 说明: 、测试方法: 所测试的口线输出的信号是周期为秒的方波。当测试口线为低 电平时的驱动能力时,该口线通过电阻箱接电源,测出该口线对地的电压,从而计算 出通过电阻的电流, 即灌电流; 测出这样的一组数据,得到口线为低电平时的伏安特性曲线。 当测试口线为高电平时的驱动能力时,该口线通过电阻接地,测出该口线对地的电压,从而 计算出
10、通过电阻的电流,即拉电流; 测出这样的一组数据,得到口线为高电平时的伏安特性 曲线。、的和及 的口的条口线为漏极开路,其输出伏安特性取决于外接的上拉电阻,本实验不 包括这些口线。 实验发现, 的口为高电平时能够驱动和 ,但驱动能力较差,其输出伏安特性曲线未标在图中。、图中绘出 电平的上下限值OL(MAX )和OH(MIN ),据此可求出口 线的最大扇出。 :、口线为低电平时,L,、 口线为高电平时,H,取。 :、口线为低电平时,L,、口线为高 电平时, H,取。 :、口线为低电平时,L,口线为高电平 时, H,取。 根据图、图及上述说明,可以得出如下结论: 1) 这几种芯片的口线的低电平的驱动
11、能力明显高于高电平的驱动能力;2) 的口作口的驱动能力为:,口高电平的驱动 能力相对较差, 最好不用口高电平作驱动;3) 的、口做 口的驱动能力为:;4) 的、口做口的 驱动能力为:。 根据以上结论, 笔者建议用口线的低电平来作驱动输出;典型的驱动电路如图。 本文来自 : DZ3W.COM 原文网址: http:/ .1 单片机的基本结构 典型系列单片机是由CPU系统、外围功能单元和归一化I/O 端口三部分组成,如图2.1 所示。 图 2.1 80C51 系列单片机的基本原理 1.CPU系统 CPU包括 CPU 、时钟系统和总线控制逻辑三部分,其功能如下: (1)CPU :包含运算器和控制器,
12、专门为面向控制对象、嵌入式特点而设计,有突出控制功能的指令系统。 (2)时钟系统:包含振荡器、外解谐振元件,可关闭振荡器或CPU时钟,其结构如图2.2 所示。 图 2.2 80C51 的时钟系统 (3)总线控制逻辑: 主要用于管理外部并行总线时序及系统的复位控制、外部引脚有RST 、ALE、 EA、PSEN 。 图 2.3 单片机的上电复位电路 RST :复位系统用。 ALE:数据(地址)复用控制。 EA :外部 / 内部程序存储器选择。 PSEN :外部程序存储器的取指控制。 单片机的上电复位电路如图2.3 所示 2,CPU外围电路 CPU外围电路包括ROM 、RAM 、I/O 口和 SFR
13、四部分。 (1)ROM :程序存储器。地址范围为0000H-FFFFH (64KB )。按供应状态分:80C51为 ROMless,83C51 为 MaskROM ,87C51为 EPROM/OTPROM,89C51为 FlashROM 。 (2)RAM :数据存储器。地址范围00H-FFH(256B),是一个多用多功能数据存储器,有数据存储、通用 工作寄存器、堆栈、位地址等空间。 (3)I/O 端口: 80C51 系列单片机具有4 个 8 位 I/O 端口,分别为P0、P1、P2、P3。P0为数据总线端口, P2、P0 组成 16 位地址总线, P1为用户端口, P3用于基本输入 / 输出端
14、口时,可作用户I/O 端口。 (4)SFR :特殊功能寄存器。是单片机中的重要控制单元,CPU对所有片内功能单元的操作都是通过访问 SFR实现的。 3. 基本功能单元 80C51系列单片机具有定时/ 计数器、中断系统和串行接口三个基本功能单元。 (1)定时器 / 计数器: 80C51有 2 个 16 位定时器 / 计数器,实时时靠内部的分频时钟频率计数实现;作计 数器时,对 P3.4 (TO )或 P3.5(T1)端口的低电平脉冲计数。 (2)中断系统: 80C51共有 5 个中断源,即2 个外部中断源INTO、INT1、2 个定时器溢出中断(TO 、T1) 和 1 个串行中断。 (3)串行接
15、口UART :一个带有移位寄存器工作方式的通用异步收发器,不仅可以做串行通信,还可用于 移位寄存器方式的串行外围扩展。RXD (P3.0)脚为接收端口,TXD (P3.1)脚为发送端口。 51单片机存储器的基本结构及工作原理Post By :2009-3-20 15:10:00 51 单片机存储器的基本结构及工作原理 第一个问题:单片机的外部结构怎样呢? 拿到一块芯片,想要使用它,首先必须要知道怎样连线,我们“ 新动力 2004” 单 片机学习套件用的一块称之为89S51 的芯片,下面我们就看一下如何给它连线。 1、 电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V 电源,其中正极接40 引脚,
16、负极(地)接20 引脚。 2、 振蒎电路: 单片机是一种时序电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单 片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19 脚。只要买来晶振,电 容,连上就可以了,按 “ 新动力 2004 版” 实验部份原理图接上即可。 3、复位引脚:按 “ 新动力 2004 版” 实验部份原理图中接法连好,至于复位是何含 义及为何需要复要复位,复位章节中已做介绍。 4、 EA 引脚: EA 引脚接到正电源端。至此,一个单片机就接好,通上电,单 片机就开始工作了。 注:上述讲的是单片机最小应用系统图,朋友们在书让随便找本书都有,也以参 考实验部份原理图。 这里我就不再画了。 第
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 三极管 开关 作用 应用
链接地址:https://www.31doc.com/p-5425550.html