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三極管工作原理解析

半導體電子器件,有兩個PN結組成,可以對電流起放大作用,有3個引腳,晶體三極管分別為集電極(c),基極(b),發射極(e),電子三極管分別為屏極、柵極、陰極。有PNP和NPN型兩種,以材料分有硅材料和鍺材料兩種,半導體三極管也稱雙極型晶體管,晶體三極管,簡稱三極管,是一種電流控制電流的半導體器件. 

 作用:把微弱信號放大成輻值較大的電信號, 也用作開關。這里想說的是,從能量本質來說只是一種小信號控制大信號,如果說放大電流不太確切,當然現在資料網上口口相傳都是這樣的。

這是一個NPN的電氣圖

分析三極管工作狀態,一般都是在理想狀態下分析:

工作在截止區條件:發射極反偏集電極反偏;Ube<導通電壓

工作在放大區條件:發射極正偏,集電極反偏

工作在飽和區條件:發射極正偏,集電極正偏;Uce<Ube

1.同樣通過當前IB和IC/IE關系是否跟β 倍數關系來判斷處于放大或者飽和狀態

2.通過截止區和飽和區狀態可以實現開關的功能

我們還是按照老圖來分析:

PWM10高電平時候,Q15導通,相當于R122接到地,這樣Q16導通,電磁閥開始工作。PWM10低電平時候,Q15截至,R122相當于接到電源端,Q16高電平截止不導通,電磁閥不工作。這種應用適合小電流控制大電流工作,用一個三極管實現了開關的功能。

當然分立元器件NPN+PNP/PMOS或者PNP+NPN/NMOS等應用于不同場景。

12年前學生時代拿這個做過智能RGB的驅動,燈珠功率賊大,發熱嚴重啊,當時市面上能用的東西太少了,第一次接觸,感覺很神奇,還能實現顏色配比的狀態來實現不同顏色的燈光,當時按照人家說法是能實現1600W種顏色,最后做的燈應該留在了學校,不知道現在回去還能不能看見,現在直接用控制ic改變占空比大小就能驅動RGB燈帶了,實現更簡單了。

當時嵌入式創業的黃金時期,10年過去了,創業機會渺茫,打工人共勉啊,相信很多老司機當時到現在感概頗多吧。

小結:

  1. 選型原則還是按照上集說到的規則,三極管主要關注集電極電流Ic,擊穿電壓和耗散功率,導通電壓一般都是0.3V/0.7V,這個就不做贅述了,當然還有頻率和放大倍數。

  2. 分析問題一定是理論在前,驗證在后,這樣事半功倍,加深理解,基礎一定要打好,基礎會是你日后樓閣的基石,不然容易搖搖欲墜,很多老司機硬件工程師,模電實際上一知半解的,加上歲月的腐蝕,遺忘速度飛快。

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