開關三極管分類-開關三極管的使用誤區解

開關三極管分類

開關三極管因功率的不同可分為小功率開關管、中功率和大功率開關管。常用小功率開關管有3AKl-5、3AKll-15、3AKl9-3AK20、3AK20-3AK22、3CKl-4、3CK7、3CK8、3DK2-4、3DK7-9。

常用的高反壓、大功率開關管有：2JD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等，它們的最高反壓都在1500V以上。

開關三極管的使用誤區

數字電路設計中，常常需要把數字信號經過開關擴流器件來驅動蜂鳴器、LED、繼電器等需要交大電流的器件，用得最多的就是三極管。然而在使用過程中，如果設計不當，三極管就無法工作在正常開關狀態，無法達到預期效果。

如圖（a）所示，用NPN三極管，蜂鳴器連接到三極管的集電極，驅動信號是常見的3.3V或者5V

TTL電平，高電平導通，電阻按照經驗值取4.7KΩ，三極管導通時假設高電平為5v，基極電流為：

Ib=（5-0.7）V÷4.7KΩ=0.9mA

它可以使三極管完全飽和。

如圖（b）所示，用NPN三極管，同樣把蜂鳴器連接到三極管集電極，不同的是是還用的驅動信號是5V的TTL電平。

以上兩個電路都可以正常工作，只要PWM驅動信號工作在合適的頻率下，蜂鳴器（有源）就會發出最大的聲音。

圖2和圖1對比，最大的區別就是被驅動器件連接到了三極管的發射機。

如圖（c）所示，三極管導通時假設高電平是5V，基極電流為

Ib=（5-0.7-UL）V÷4.7KΩ

其中，UL為被驅動器件上的壓降。可以看出，同樣取積極電阻為4.7KΩ，流過基極的電流會比圖1中的（a）電路電流要小，小多少需要看UL為多少：如果UL較大，那么相應的Ib也就會很小，很有可能導致三極管無法工作在飽和狀態，使得驅動器件無法動作。有人認為把基極電阻調小就好了，可是被驅動器件的壓降是很難獲知的，有些被驅動器件的壓降是變動的，這樣一來，基極電阻就很難選擇合適：阻值選的太大，會導致驅動失敗；阻值選擇太小，損耗又變大。所以，不在萬不得已的情況下，不建議用圖2的兩種電路。

如圖3，驅動信號為3.3V電平，而被驅動器件導通電壓需要5V。在3.3V單片機電路中，若不小心，就容易設計出這兩種電路。

如圖（e）所示，這是典型的“發射極正偏，集電極反偏”的放大電路，或者叫做射極輸出器。當PWM信號為3.3V時，三極管發射極電壓為3.3V-0.7V=2.6V，無法達到期望的5V。

如圖（f）所示，這是一個失敗的電路。首先，這個電路無法斷開，當驅動信號PWM為3.3V高電平是，Ube=5V-3.3V=1.7V仍然可以使三極管導通，于是電路無法斷開。在這里，有人會說用過這個電路，他沒有問題，而且單片機的電壓也是3.3V。筆者個人認為這個人用的是OD（開漏）驅動方式，而且是真正的ＯＤ或者是５Ｖ可以容忍的ＯＤ，比如ＳＴＭ３２的很多IO都可以設置為OD門驅動方式，輸出高電平，信號就變成了高阻態，流過基極電流為0，三極管可以有效截止，這時候圖（f）依然有效。

綜上幾種電路，得到上圖兩種最優電路。與圖（1）不同，圖（4）在基極和發射機之間增加了一個100KΩ的電阻，這個電阻有一定的作用，可以讓三極管有一個已知的默認狀態。當輸入信號被除去的時候，三極管還處于截止狀態。從安全性方面考慮，多加這個電阻還是很有必要的，或者說可以讓三極管工作在更好的開關狀態。

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