【導讀】開關(guān)電源中,三極管開關(guān)電源是比較常見的一種。三極管開關(guān)電源中所應用到的電子元器件都是經(jīng)常用到的,比如文中提到的基級電阻。基級電阻分為很多不同的類型,那么在三極管開關(guān)電源中,如何選取基級電阻呢?
在開關(guān)電源的研發(fā)設(shè)計中,可以說晶體三極管的開關(guān)飽和區(qū),MOS管的飽和區(qū)就是晶體管的放大區(qū)。晶體三極管的放大是電流關(guān)系的放大,即Ic=B*Ib。而MOS管的放大倍數(shù)是Ic=B*Ugs,與g、s兩端的電壓有關(guān)系。MOS管的放大倍數(shù)比較大,穩(wěn)定。負載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間,而位居三極管主電流的回路上,輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟(open)與閉合(closed)動作,當三極管呈開啟狀態(tài)時,負載電流便被阻斷,反之,當三極管呈閉合狀態(tài)時,電流便可以流通。詳細的說,當Vin為低電壓時,由于基極沒有電流,因此集電極亦無電流,致使連接于集電極端的負載亦沒有電流,而相當于開關(guān)的開啟,此時三極管乃工作于截止(cut off)區(qū)。
同理可證,在下面得曲線示意圖中我們可以清晰的了解到當Vin為高電壓時,由于有基極電流流動,因此使集電極流過更大的放大電流,因此負載回路便被導通,而相當于開關(guān)的閉合,此時三極管乃工作于飽和區(qū)(saturation)。
曲線示意圖
下面我們將對在三極管開關(guān)中的基極電阻的選取的方法,首先需要判斷三極管的工作狀態(tài),是放大區(qū)(增大驅(qū)動電流)還是飽和區(qū)(開關(guān)作用)。若工作在放大區(qū),根據(jù)集電極負載的參數(shù),計算出集電極的電流,之后根據(jù)三級管的放大特性計算出基極電流,再根據(jù)電流值計算出電阻。若工作在飽和區(qū),以NPN管為例大致計算一下典型3元件開關(guān)電路的選值:設(shè)晶體管的直流放大系數(shù)為100,Ib=(驅(qū)動電壓-0.7Vbe結(jié)壓降)/Rb,Vce=Vcc-100Ib×Rc,令Vce=0,由此可算出臨界值(飽和區(qū)與放大區(qū)的臨界),只要Rb小于臨界值即可,但其最小值受器件Ib容限限制,切勿超過。
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