晶体管可以作为开关使用,你知道吗?

2017年03月29日 09:42    发布者:dgdz2013
晶体管作为电流单方向通过的电子开关使用晶体管也可以作为电子开关使用。但这个开关的电流方向只能是单向的,pnp型管和npn型晶体管的电流方向相反。
如果使晶体管以开关方式工作,需要加大基极电流

晶体管VCE的饱和状态当晶体管处于开关工作方式时,因为电源电压和集电极电阻的限制,集电极IC不足以提供hFEIB大小的电流。因此,集电极电流IC不能持续增加,晶体管进入饱和状态,此时集电极和发射极之间的电压VCE(SAT)(V)间的电压约为0.1~0.2V左右的低电压。晶体管处于导通状态。正是因为这个缘故,晶体管才可以作为开关来使用。
基极电压源通过电阻提供基极电流
为了使晶体管成为电子开关工作,需要提供一个电压源,并将其通过电阻与基极相连接。如果要使开关导通,基极电压源通过电阻向晶体管的基极提供足够大的电流IB就可以使得晶体管导通。晶体管导通时,开关就导通,并且允许电流通过该管。
晶体管开关工作方式的电路通常采用集电极开路的连接方式晶体管作为电子开关使用时,能够对被控对象进行控制,诸如LED、电动机、继电器线圈等。应为此时晶体管的集电极除被控对象外,没有连接任何其他的电路或元件,因此也将晶体管的这种连接方式称为集电极开路。另外,在晶体管开关电路中,晶体管处于饱和状态,使得开关导通。当晶体管关断时(晶体管从饱和状态恢复到截止状态),由于电荷的存储效应,晶体管工作状态的转换将有几个微妙(μs)的动作延迟,将该时间称为“恢复时间”

在发射极连接继电器线圈时需要注意线圈的反电动势
在晶体管开关电路中,如果连接的被控对象为电动机或继电器线圈时,晶体管的导通与关断控制着线圈中电流的通过。此时,当晶体管由导通状态向截止状态转换时,集电极(线圈中)的电流的突然减小,线圈将会产生一个反电动势,并作用于集电极。这个反电动势将高达数百伏(V),常常会引起晶体管的损坏。为解决这个问题,通常在电动机和继电器线圈上并联一个反向二极管,当晶体管关断时,此二极管可以吸收感应反电动势所产生的电流。
本文选自微信号:机械工业出版社E视界

练习题:
如图所示电路为电流放大倍数hFE=200的晶体管开关电路,试计算当5V的电压连接着100Ω的电阻加载到集电极(晶体管处于饱和状态)时的基极电流IB。这里,基极电流的富裕度为5倍。
答案就在原文章中。