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1、极管应用一、三极管原理:1.1三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管。是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点幵关。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成 三局部，中间部分是基区，两侧局部是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。1.2三极管输入特性曲线：ib = f(Ube)| Uce 二常数Oic=f(Uce)|ib=常数幵关管来使用以便datasheet 上找、三极管用途:2.1三级管利用其饱和的特性可以作为无触点幵关，在单片机电路用常常需要用三极管来做 2<l三根为饱和条件
2、 推出Vcc/RI<B(VirvVbe)/R2,Vbe在饱和状态时是一个固泄值，可以在到可通过这个公式可以保证三极管在一个饱和及幵关状态。罕驱动一些外设。电路如下:|'GND当Q1处 于临界 饱和时，流经R1的电流为Ic=VCC/VCC3.3BEEPR36 O BEEP1 1 |kS8050R38IIOKTRF output (SMA)BFU520WNPN wideba nd silic on RF tran sistorRev. 1 13 Jan uary 202110.2 Application example: 866 ISM ba nd LNA866 ISM band L
3、NA. optimized for low noise.More detailed information of the application example can be found in the application note: AN11422.Fig 26. Schematic 866 MHz ISM band LNATable 11. Application performa nee data at 866 MHzfee = 7 m代 Vqq = 3.6 VSymbolParameterCon diti onsMin TypMax Un it|S21| 2in serti on p
4、ower gain?15?dBNFno ise figure-1.1?dBIP30output third-order in“ =866.1 M乙 f2 = 866.2 MH 乙?14-dBmo+u0coR0IOSTe +TV3.1根本共射放 亠+弋4共集电极分别以路扱管的发射极、集电极、基级作为公共端C +©共基极电匪.大管处-C结反偏。 j工作点S共三、三发管组成的3中类型放大电路 共射.共集、共基三种接法 9iV-/003? 2基本共集 放大电三种类型接法放大电路的不同用法：共射电路既能放大电压也能放大电流，输出电阻较大，频带较窄，常常作为低频电压放大电 共集电路只能放大电流不
5、能放大电压，是三种接法中输入电阻最大，输出电阻最小的电路， 的特点。常常用于电压放大器的输入级和输出级。共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共射电路相 路中髙频性能最好的电路。常常作为宽频带输入电路。路的单元电路。并且具有电压跟随当，是三种接法电fpr刎-o 丰rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrcr&共集电极电路？在父流情况下集电极是输C.J入、输出的公共端。r-TL-Hii *:!I作用，在集电极负载解释：共射放大輕是从基极-射极输入，由射极-集电极输出，由于集电极输岀有电流放大 电阻上这个电流就产生大的电压，所以共射放大电路既能放大电流又能
6、放大电压。-发射机输岀信旦系发射机的电流是放大的，所以共集共集电路只能放大电流不能放大电压，原因是这个电路从基极-集电极输入信号，从集电极发射机的电压比基极低 0.6V它不可能超过基极电压，根据三极管电流关 电路只能放大电流不能放大电压。共基极电路由基极-发射机输入信号，由基极-集电极输出信号，根据三极管的电流关系集电极、发射机电流基本相等，所以共基电路不能放大电流。 它的输出电阻髙于输入电阻， 所以输出信号在输出电阻上产生大的电压， 共基电路有放大电压作用。四、三极管的主要参数4.1直流参数共射直流电流放大倍数共基直流电流放大倍数匕极间反向电流lcb°集电极的反向饱和电流和Ice。
7、放射极和集电极的穿透电流，同一个管子反向电流越小，性能越稳左。4.2交流参数?共射交流电流放大倍数卩?共基交流电流放大倍数兀?特征频率？由于晶体管PN结结电容的存在，集电极电流与基级电流之比不但数值下降，而且会产生相移，使得共射放大系数下降到1的信号频率称为特征频率。4. 3极限参数?最大集电极耗散功率PCM, PCM决左于晶体管的温升。对于大功率管的PcM，应该特別注 意测试条件,如对散热片的规格要求。当散热条件不满足要求的时候，允许的最大功率将会小于PCM。人- I OpA20广厂 <最大集电极的电流Lm ,«CE=1V时的几就是U (ilR) CEO让在相当大的范帀内0値
8、根本保持不变.!当让的数值大到一泄程度的时候0值会减小。使0值减小的ic就是【。?极间的反向电压压，超过此值管子晶体管的某一个电极幵路的时候，另外两个电极所允许的最高反向电压称为极间反向击穿电 会发生击穿现象。U(BR)CBC是发射极幵路的时候集电极-与基级的反向击穿电压，这是集电极所允许加的最髙反向电压U(BR)CEC是基极幵路的时候集电极与发射极的反向击穿电压，此时集电极承受反向电压。U(BR)EBC是集电极幵路的时候发射极与基电极的反向击穿电压，此时发射极所允许加的最髙反向电压极限参数对于设计尤为重要，说明器件所能承受的极限。在组成晶体管电路时，应根据需求选择管子的型号。音频放大电路？?
9、低频管宽频带放大电路-高频管或超高频管数字电路？?开关管管子温升较高或反向电流小-硅管假设be间导通电压低-猪管正常工作应在平安区，对于功率管还应满足散热条件。五、光耦光耦是否可以近似看做成一个带隔离功能的三级管呢？光耦作为一个隔离器件已经得到广泛应用，无处不在。一般大家在初次接触到光耦时往往感到无从下手，不知设计对与错，随着遇到越来越多的问题，才会慢慢有所体会。5.1光耦原理光耦是隔离传输器件，原边给左信号，副边回路就会输出经过隔离的信号。对于光耦的隔离容易理解，此处不做讨论。以一个简单的图图.1说明光耦的工作：原边输入信号 Vin,施加到原边的发光二极管和 Ri上产生 光耦的输入电流If.
10、 If驱动发光二极管，使得副边的 光敏三极管导通，回路 VCC RL产生lc,lc经过RL产生ViiTVout,到达传递信号的目的。lcAlf*CTRo光耦一般会有两个用途：线性光耦和逻辑 : 光耦，如果理解？工作在幵关状态的光耦副边三极管饱和导通,管压降<0.4V>Vout约等于Vcc VCC04V左右Vout大小只受Vcc大小影响。此时lc<lf*CTR此匕工作状态用于传递逻辑幵关信号。工作在线性状态的光耦tlc=lf*CTR 副边三极管压降的大小等于 Vcc-lc*RL> Vout= lc*RL=(Vi n- 1.6V)/Ri * CTR*RL, Vou大 小直接
11、与 Vin成比例，一般用于反应环路里而(1.6V是粗略估计，实际 要按器件资料，后续1.6V同)。对于光耦幵关和线性状态可以类比为普通三极管的饱和放大两个状态。光耦电路图O VccRiVOjt O Vcc 限制到 1.7mA, Vout=Ro*1.7mA = 1.7V 所以副边得到的是 1.7V 的方波。比拟项冃前级电流饱和流线关状态VIHR1lc理斜：If硝定，光耦制边电減通过人小确定，实际的lc不偿人于该通lc W CTR*lflc Hb理解：lb确尢，三所以通过分析实际的电路，除去隔离因素，用分析三极管的方法来分析光耦是一个很有效的方法。此方法对于后续分析光耦的CTR参数，还有延迟参数都
12、有助于理解。5.2光耦CTR概要：1) 对于工作在线性状态的光耦要根据实际情况分析：2) 对于工作在幵关状态的光耦要保证光耦导通时CTR有定余量；3) CTR受多个因素影响。2.1光耦能否可靠导通实际计算举例分析，例如图.1中的光耦电路，假设 Ri = lk,Ro = Ik光耦CTR= 50%光耦导通时假设二极管压降为1.6V,副边三极管饱和导通压降 Vce=0.4V输入信号Vi是5V的方波，输出Vcc是3.3Vo Vout能得到3.3V的方波吗？我们来算算：If = (Vi-1.6V)/Ri = 3.4mA副边的电流限制：lc' W CTR*lf= 1.7mA假设副边要饱和导通，那么
13、需要lc' = (3.3V - 0.4V)/lk = 2.9mA,大于电流通道限制，所 以导通时，lc会被光耦为什么得不到3.3V的方波，可以理解为图.1光耦电路的电流驱动能力小，只能驱动2.7mA的电流，所以光耦会增大副边三极管的导通压降来限制副边的电流到 1.7mA.解决措施：增大If：增大CTR减小lc。对应措施为：减小 Ri阻值；更换大CTR光耦：增大Ro阻值。 将上述参数稍加优化，假设增大 Ri 到 200 欧姆，英他一切条件都不变， Vout 能得到 3.3V 的方波吗？ 重新计算:lf=Vi - 1.6V/Ri = 17mA；副边电流限制lc' W CTR*lf
14、= 8.5mA远大于副边 饱和导通需要的电流 2.9mA,所以实际 lc = 2.9mA.所以，更改Ri后，Vout输出3.3V的方波。 开关状态的光耦，实际讣算时，一般将电路能正常工作需要的最大 lc 与原边能提供的最小 If 之间 lc/lf 的比值 与光耦的CTR参数做比拟，如果lc/lf WCTR说明光耦能可靠 导通。一般会预留一点余量建议小于CTR的90%。 工作在线性状态令当别论。5.3 CTR受那些因素影响上一节说到设计时要保证一定 CTR余戢。就是因为 CTR的大小受众多因素影响，这些因素之中既有导致CTR只离散的因素不同光耦，又有与CTR有一致性的参数壳温/If。1光耦本身：
15、以8701为例，CTR在Ta=25°C/lf=16mA时，范围是15%35%说明8701这个型号的光耦，不管何时/何地， 任何批次里的一个样品，只要在 Ta=25°C/lf=16mA这个条件下，CTR是一个确定的值，都能确左在15%35%以内。计算导通时，要以下限进行计算， 并且保证有余量。计算关断时要以上限。2壳温影响 :Ta=25 °条件下的CTR下限确泄了，但往往产品里面温度范囤比拟大，比方光耦会工作在-575。下，此种情况下CTR怎么确定？还是看8701的手册：有Ta-CTR关系图：从图中看出，以25度的为基准，在其他条件不变的情况下，-5度下的CTR是
16、25度下的0.9倍左右，75度下最小与25度下的CTR持平。所以在 16mA/-575 °C条件下，8701 的 CTR最小值是 15%*0.9 = 13.5%3受 If 影响。假设如果实际的If是3.4mA,那么如何确泄CTR在 I仁3.4mA / Ta=-575C条件下的最小CTR值。査看8701的If-CTR曲线。图中给岀了三条曲线，代表抽取了三个样品 做测迖得到的If-CTR曲线，实际只需要 一个样品的曲线即可。注：此图容易理解为下限 /典型/ 上限三个曲线，其实不然。大局部图表曲线只是一个相对关 系图，不能图中读 岀绝对的参数值。计算：选用最上而一条样品曲线，由图中查出，l
17、f=16mA 时 CTR大概 28%,在 lf=3.4mA 时 CTR大概在 46%。3.4mA 是 26mA 时的 46%/28% = 1.64倍：所以，在 lf=3.4mA/-575*C, CTR下限为 13.5% * 1.64 = 22.2%以上所有分析都是基于 8701 的，苴他光耦的特性曲线需要查用户手册，分析方法一样。5.4 光耦延时上述CTR影响到信号能不能传过去的问题，类似于直流特性。下而主要分析光耦的延时特性，即光耦能传送多快信号。涉及到两个参数：光耦导通延时 tplh 和光耦关断延时 tphl, 以 8701 为例：在 lf=16mA/lc=2mA 时候, 关断延时最大0.8uS,导通延时最大1.2uSo所以用8701传递500k以上的幵关信号就需要不能满足。最新文件 仅供参考 已改成 - word 文本 方便更改赠人玫瑰 ，手留余香。