PNP与@@NPN两种三极@@管@@使用方法@@

在单片机应用电路中三极@@管@@主要的作用就是开关作用@@。

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上@@图中@@,横向左侧的引脚叫做基极@@@@@@b,有一个箭头的是发射极@@@@@@e,剩下的一个引脚就是集电极@@@@ c。

首先来说一下@@NPN型@@,这种型@@号的三极@@管@@在用于开关状态时@@@@,大都是发射极@@@@接地@@,集电极@@接高电平@@,基极@@@@接控制信号@@。

其次对于@@@@PNP型@@的三极@@管@@@@,用于开关状态时@@,一般都是发射极@@@@接高电平@@,基极@@@@接控制信号@@。三极@@管@@导通时@@,电流从发射极@@@@流向集电极@@@@。

三极@@管@@的开关原理@@

三极@@管@@有截止@@、放大@@、饱和@@三种工作状态@@。

放大@@状态主要应用于模拟电路中@@,且用法和@@计算方法也比较复杂@@,我们暂时用不到@@@@。

而数字电路主要使用的是三极@@管@@的开关特性@@,只用到@@了截止与@@饱和@@两种状态@@。

三极@@管@@的用法特点@@,关键点在于@@ b 极@@(基极@@@@)和@@ e 级@@(发射极@@@@)之间的电压情况@@,对于@@PNP 而言@@,e 极@@电压只要高于@@ b 级@@ 0.7V 以上@@@@,这个@@三极@@管@@@@ e 级@@和@@@@ c 级@@之间就可以顺利导通@@。

同理@@,NPN 型@@三极@@管@@的导通条件是@@ b 极@@比@@ e 极@@电压高@@ 0.7V。

总之是箭头的始端比末端高@@ 0.7V 就可以导通三极@@管@@的@@ e 极@@和@@@@ c 极@@。

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以上@@@@图@@PNP三极@@管@@为例@@,基极@@@@通过一个@@ 10K 的电阻接到@@了单片机的一个@@ IO口上@@@@,假定是@@ P1.0,发射极@@@@直接接到@@@@ 5V 的电源上@@@@,集电极@@接了一个@@ LED 小灯@@,并且串联了一个@@ 1K 的限流电阻最终接到@@了电源负极@@@@ GND 上@@。

如果@@ P1.0 由我们的程序给一个高电平@@ 1,那么@@e到@@ b 不会产生一个@@ 0.7V 的压降@@,这个@@时候@@,发射极@@@@和@@集电极@@也就不会导通@@,那么@@竖着看这个@@电路在三极@@管@@处是断开的@@,没有电流通过@@,LED2 小灯@@也就不会亮@@。

如果@@程序给@@ P1.0 一个低电平@@ 0,这时@@ e 极@@还是@@ 5V,于是@@ e 和@@ b 之间产生了压差@@,三极@@管@@ e 和@@ b 之间也就导通了@@,三极@@管@@ e 和@@ b 之间大概有@@@@ 0.7V 的压降@@,那还有@@(5-0.7)V 的电压会在电阻@@ R47 上@@。这个@@时候@@,e 和@@ c 之间也会导通了@@,那么@@ LED 小灯@@本身有@@ 2V 的压降@@,三极@@管@@本身@@ e 和@@ c 之间大概有@@@@ 0.2V的压降@@,我们忽略不计@@。那么@@在@@ R41 上@@就会有大概@@ 3V 的压降@@,可以计算出来@@,这条支路的电流大概是@@ 3mA,可以成功点亮@@ LED。

三极@@管@@饱和@@状态@@

最后一个概念@@,电流控制@@。前边讲过@@,三极@@管@@有截止@@,放大@@,饱和@@三个状态@@。我们要让这个@@三极@@管@@@@处于饱和@@状态@@,就是我们所谓的开关特性@@,必须要满足一个条件@@。三极@@管@@都有一个放大@@倍数@@β,要想处于饱和@@状态@@,b 极@@电流就必须大于@@ e 和@@ c 之间电流值除以@@@@β。这个@@β,对于@@常用的三极@@管@@大概可以认为是@@ 100。

那么@@上@@边的@@ R47 的阻值我们必须要来计算一下了@@。刚才我们算过了@@,e 和@@ c 之间的电流是@@ 3mA,那么@@ b 极@@电流最小就是@@ 3mA 除以@@ 100 等于@@30uA,大概有@@ 4.3V 电压会落在基极@@@@电阻上@@@@,那么@@基极@@@@电阻最大值就是@@ 4.3V/30uA = 143K。电阻值只要比这个@@值小就可以@@,当然也不能太小@@,太小会导致单片机的@@ IO 口电流过大烧坏三极@@管@@或@@者单片机@@。

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