三极管作为开关是什么原理(详解)?

[field:writer/] 匹配五金 2024-10-14 13:51 0 0条评论

一、三极管作为开关是什么原理(详解)?

开关三极管的外形与普通三极管外形相同,它工作于截止区和饱和区,相当于电路的切断和导通。由于它具有完成断路和接通的作用,被广泛应用于各种开关电路中,如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。[1]

2电路图编辑

负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间,而位居三极管主电流的回路上,输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作,当三极管呈开启状态时,负载电流便被阻断,反之,当三极管呈闭合状态时,电流便可以流通。

详细的说,当Vin为低电压时,由于基极没有电流,因此集电极亦无电流,致使连接于集电极端的负载亦没有电流,而相当于开关的开启,此时三极管乃工作于截止(cut off)区。

同理,当Vin为高电压时,由于有基极电流流动,因此使集电极流过更大的放大电流,因此负载回路便被导通,而相当于开关的闭合,此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。[1]

3工作原理编辑

截止状态

当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,即为三极管的截止状态。开关三极管处于截止状态的特征是发射结,集电结均处于反向偏置。

导通状态

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并且当基极的电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不再怎么变化,此时三极管失去电流放大作用,集电极和发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态,即为三极管的导通状态。开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结,集电结均处于正向偏置。而处于放大状态的三极管的特征是发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置。这也是可以使用电压表测试发射结,集电结的电压值判定三极管工作状况的原理。开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。[1]

工作模式

三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是表示电流的方向。

图1

[1]

双极面结型晶体管两个类型:NPN和PNP

NPN类型包含两个n型区域和一个分隔它们的p型区域;PNP类型则包含两个p型区域和一个分隔它们的n型区域,图2和图3分别是它们的电路符号。以下的说明将集中在NPN 三极管。

图2: NPN 三极管的电路符号

图2:NPN 三极管的电路符号

图3: PNP 三极管的电路符号

图3:PNP 本极管的电路符号

三极管工作于三种不同模式:截止模式、线性放大模式及饱和模式,见图4。

图4 三种工作模式

图4 三种工作模式

4特点应用编辑

开关三极管具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关速度快、体积小等特点。开关三极管可以用很小的电流,控制大电流的通断,有较广泛的应用。小功率开关管可以用在电源电路、驱动电路、开关电路等;大功率管可用于彩色电视机、通信设备的开关电源;也可用于低频功率放大电路、电流调整等;高反压大功率开关管可用于彩色电视机行输出管。

[1]

二、三极管开关原理?

1 是通过控制基极电流,从而控制集电极和发射极之间的电路开关状态,实现电路的开关控制。2 当基极电流为零时,三极管处于截止状态,此时集电极和发射极之间的电路处于断开状态;当基极电流大于零时,三极管处于导通状态,此时集电极和发射极之间的电路处于连接状态。3 三极管开关广泛应用于电子电路中,可以实现电路的开关控制、信号放大、频率变换等功能。

三、k1开关元件工作原理?

工作原理如下:

  按下按键开关K1时,Q3导通,产生低电平,导致Q1也导通,通过电源接口或者电池为DC2DC供电,单片机及其负载可以正常工作,同时单片机读取按键断开电平,知道按键按下,为PWR_IO产生一个高电平,为按键释放后Q3的基极提供持续的高电平,不让电源由于按键的释放而断开。再次按下K1时,单片机读取到Q2导通,KEY_IO为低电平,知道有按键按下,为此,单片机在PWR_IO端口产生一个低电平,在按键释放后,Q3截止,导致Q1截止,电池或者电源接口无法为DC2DC供电,实现关机的作用

四、三极管触发开关原理?

原理:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,即为三极管的截止状态。开关三极管处于截止状态的特征是发射结,集电结均处于反向偏置。

五、npn三极管开关原理?

NPN三极管的工作原理

NPN三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫 建立偏置 ,否则会放大失真。

六、为什么汽车转向灯仍使用继电器作为开关元件?

目前转向灯的提示音基本上都已经不是通过继电器发出的了,而是使用集成在组合仪表上小喇叭。

此外,目前转向灯的电源是由车身控制器(BCM)直接输出的。HSD输出已经足够驱动大灯这一级别的负载。

七、三极管作为开关时的工作原理及个电阻的作用?

三极管作为开关时其工作在饱和状态,这时三极的放大倍数在20倍左右。一般是用NPN三极管,应根据所需的电流来选择基极的电阻,电阻太小了功耗大(浪费电),电阻大了达不到所需的电流。电阻=V(电源电压)*20(放大倍数)/ I(所需电流)

八、电子镇流器开关三极管

电子镇流器开关三极管技术解析

电子镇流器是一种广泛应用于照明系统中的电子设备,其作用是将输入的交流电转换为适合照明的直流电,并进行电源管理和调节。开关三极管在电子镇流器中扮演着重要的角色。本文将对电子镇流器开关三极管的技术进行深入解析。

开关三极管的基本原理

开关三极管,也称为晶体管,是一种半导体元件。它由三个区域组成:发射区(Emitter)、基极区(Base)和集电区(Collector)。通过对基极区施加正向电压,可以控制集电区-发射区之间的电流。开关三极管具有开关功能,能够将高电压信号转换为低电压信号,实现电流的放大和开关控制。

电子镇流器中使用的开关三极管一般采用大功率NPN结构。在电子镇流器工作过程中,开关三极管处于开关状态,能够快速地将输入交流电转换为高频的脉冲信号。开关三极管的工作速度和开关能力对电子镇流器的效率和稳定性有着重要的影响。

电子镇流器的工作原理

电子镇流器是一种将交流电转换为直流电的电子设备。它通过开关三极管控制电源的开关状态,使得交流电通过滤波器和变压器转换为适合照明的直流电。

电子镇流器工作的主要原理是利用开关三极管的开关动作。在输入电压的上升沿和下降沿,开关三极管会快速切换开关状态,将输入电压转变为高频脉冲信号。这些高频脉冲信号经过变压器的转换和滤波,去除了交流电中的纹波部分,输出恒定的直流电。

电子镇流器中的开关三极管需要具备高速开关能力和稳定的工作特性。只有具备这些特性的开关三极管才能保证电子镇流器的高效率和稳定性。

电子镇流器开关三极管的选择

在选择适合的开关三极管时,需要考虑以下几个关键因素:

  • 功率能力:开关三极管需要能够承受电子镇流器的输入功率和输出功率。功率能力越大,能够处理的电流和电压也越高。
  • 开关速度:电子镇流器需要高速开关能力,以实现高效率的电能转换。开关三极管的开关速度越快,能够处理的高频信号也越高。
  • 温度特性:开关三极管在工作过程中会产生一定的热量,需要具备良好的散热能力。温度特性好的开关三极管能够在高温环境下稳定工作。
  • 可靠性:开关三极管的可靠性是评估其使用寿命和稳定性的重要指标。可靠性好的开关三极管能够保证电子镇流器的长期稳定工作。

根据实际需求,选取合适的开关三极管是确保电子镇流器正常工作的关键。在选择时需要综合考虑上述因素,并且参考厂家提供的技术参数和产品手册。

结论

开关三极管在电子镇流器中扮演着重要的角色,它实现了电源的开关控制和电能的转换。选择适合的开关三极管能够保证电子镇流器的高效率和稳定性。在设计和选用电子镇流器时,我们应当根据实际需求,综合考虑功率能力、开关速度、温度特性和可靠性等因素,选择合适的开关三极管以实现最佳的照明效果。

九、三极管双态开关原理?

由于晶体三极管具有非线性,两个三极管通电后瞬间肯定有一个先导通。

假设当V1先导通时,C极为低电平,V3点亮;此时R1限流向C1充电,当C1充满电时电压升高足以驱使V2导通,C极为低电平,V4点亮,致使R2限流向C2充电瞬间电压降低,V1截止(C极为高电平)使V3熄灭;当C2充满电时电压升高足以驱使V1导通,C极为低电平,V3点亮、(同理)V4熄灭,如此不断循环。

十、三极管做开关的原理?

1 三极管可以作为开关使用2 当三极管的基极电压为正向时,会使集电极和发射极之间形成一条导通通路,此时三极管相当于一个导体,可以传递电流,实现开关的闭合;当基极电压为反向时,三极管处于截止状态,开关处于断开状态。3 三极管作为开关的原理是利用其基极电压控制其发射极和集电极之间的电流,从而实现开关的闭合和断开。三极管开关在电子电路中应用广泛,可以用于数字电路、模拟电路、功率电路等领域。