三极管开关的三态抑制与上下拉电阻

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三极管开关的三态抑制与上下拉电阻

1.一个常用的三极管开关

1.1电路工作原理如下：

   ∵假设该NPN的β=100， Ice最大为300ma的话，那么在Ibe为1ma的时候 Ice = 1ma * 100 = 100ma。如果 ibe = 4ma，那么Ice不会等于400ma，因为在300ma的时候就已经饱和了。

   必须要特别说明一下，在三极管做开关的时候，三极管是应该工作在饱和区的，就是Ibe只承担开关作用，实际上Ice是外界电路决定的。而且三极管的饱和区可以理解成特殊的放大状态，只是到放大的极限了……

   ∵假设LED1至少需要100ma的电流才能点亮

   ∴使Ice > 100ma  ，设定Ice = β*Ibe = 120ma

∴Ibe = 1.2ma

   ∴R1 = U/I = 12/1.2ma = 12K

   ∴开关S1闭合时，三极管工作在放大区，LED会点亮

当S1断开时，Ibe无电流，Vbe小于0.7V，此时三极管的Rce会无穷大，三极管类似于短路，LED会熄灭

-----------------原理分析结束-----------------

2. 以上电路存在的问题：

    2.1：当S1闭合断开过程中由于Ibe与Vbe不会瞬间降为0A/0V，而是Ibe会越来越小，Ice就会越来越小，而Rce会越来越大,Vce就会越来越高，此时三极管是工作是极不稳定的！如果来任何一点干扰三极管可能会一会儿工作在饱和区一会儿工作在放大区，所以这段时间出现的变化是必须避免的。

    2.2：如果开关断开的时候，如果b极出现了一个高压静电的话，三极管是极容易被击穿的（因为三极管的Vbe的钳位电压只有0.7V左右）。

3. 解决问题的办法：

     3.1电路工作原理如下：

与上一幅图相比最大的区别解释增加了R2（下拉电阻），在三级管的开关电路中，应该尽量让基极工作在两态状态，下拉电阻R2可以防止电荷累加造成的三级管损坏，这样可以给能量预留一个释放回路，以尽可能让能量减小流到三极管中。

     3.2限流电阻与下拉电阻的阻值计算：

   ∵Ice电流应在120ma左右

   ∴Ibe电流应为1.20ma左右

   ∴R = 24V/1.2ma = 10K

   ∵Vbe至少得为0.7V三极管才会导通，所以使Vbe为0.8V

   ∴R2 = (10K/12V)*0.8V≈667R

   ∴R1 = 10K-667R = 9.333k

     3.3三极管的极间电容

Q2是理想的三极管模型，由于半导体制造工艺的原因，三极管的每个极之间都存在电容的如Q3所示，所以如下图所示

开关S1闭合和断开的时候由于极间电容的存在，三极管是不可能瞬间导通和断开的，它会使三极管延时一段时间后导通/断开。

R2不仅仅可以用于做三态抑制还可以用来加速三极管Q1的c与b极(对于NPN三极管来说)之间电容的充电和b与e极(对于PNP三极管来说)之间电容的放电，并且还为静电提供一个放电回路。

---------------------结束------------------------------

记录时间 2017-6-19

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有没有人来看啊，自己整理的资料......看看有没有漏掉的地方，大家一起来检查阿

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搞错了二极管直接嵌位了所以Vbe始终是0.7V