為什么PNP三極管集電極(C)和發(fā)射極(E)反著接,卻可以當(dāng)開關(guān)使用,? 理解NPN和PNP兩種類型的三極管原理及電流方向就會(huì)明白為什么PNP三極管的集電極和發(fā)射極反著接當(dāng)開關(guān)使用,。 NPN和PNP三極管的基本原理及差異 三極管屬于電流控制元件,小電流控制大電流,。三極管共有三個(gè)極:基極,、集電極和發(fā)射極,根據(jù)兩個(gè)PN結(jié)的構(gòu)造不同,,三極管分為NPN型和PNP型,,雖然兩種類型的三極管都有截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū),,但是它們控制方式,、導(dǎo)通條件及電流方向是不同的。 一,、NPN三極管: NPN型三極管工作時(shí)的電流方向?yàn)椋夯鶚O(B)流向發(fā)射極(E),,集電極(C)流向發(fā)射極(E),Ic=βIb,,Ie=(β 1)Ib,,其中β為三極管的放大倍數(shù),。 截止區(qū):Ube<0.6V,基極電流Ib=0,,所以Ic=0,,三極管內(nèi)阻很大,相當(dāng)于開路(假設(shè)0.6V為三極管的開啟電壓),; 放大區(qū):滿足公式Ic=βIb,,Ie=(β 1)Ib,小電流驅(qū)動(dòng)大電流,,基極電流越大集電極電流就越大,; 飽和區(qū):Ic電流達(dá)到飽和(趨于穩(wěn)定),不隨Ib的電流增大而增大,。 二、PNP三極管: PNP型三極管工作時(shí)的電流方向?yàn)椋喊l(fā)射極(E)流向基極(B),,發(fā)射極(E)流向集電極(C),,Ic=βIb,Ie=(β 1)Ib,,其中β為三極管的放大倍數(shù),。 截止區(qū):Ube>-0.6V,即Ueb<0.6V,,由于其電流方向正好跟NPN三極管相反,,所以當(dāng)三極管有電流時(shí)發(fā)射極的電位比基極的電位高(頭條@技術(shù)閑聊)。此區(qū)間基極電流Ib=0,,所以Ic=0,,三極管內(nèi)阻很大,相當(dāng)于開路,; 放大區(qū):滿足公式Ic=βIb,,Ie=(β 1)Ib,小電流驅(qū)動(dòng)大電流,,基極電流越大集電極電流就越大,; 飽和區(qū):Ic電流達(dá)到飽和(趨于穩(wěn)定),不隨Ib的電流增大而增大,。 三,、NPN和PNP三極管的差異: 從其原理可以看出,NPN和PNP三極管的功能基本相同,,唯一的區(qū)別是它們的電流方向正好相反,。NPN三極管基極的電流方向?yàn)閺幕鶚O流向發(fā)射極,而PNP三極管正好相反,,電流從發(fā)射極流出基極,;NPN三極管主回路電流方向從集電極流向發(fā)射極,,而PNP三極管電流從發(fā)射極流向集電極。 實(shí)例說明 為了讓你們理解更透徹,,分別用實(shí)例說明,,如下圖為分別使用NPN和PNP三極管當(dāng)電子開關(guān)控制LED燈的原理。因?yàn)殡娫吹碾娏鞫际菑恼龢O流向負(fù)極( 5V→GND),,所以根據(jù)三極管的電流方向,,PNP三極管的集電極和發(fā)射極對(duì)比NPN三極管是反接的。 其工作原理(假設(shè)三極管的開啟電壓為0.6V): 1,、NPN三極管(上圖左),,當(dāng)輸入電壓小于0.6V時(shí),三極管截止,,LED燈不亮,;當(dāng)輸入電壓大于0.6V時(shí),三極管基極有電流,,三極管導(dǎo)通,,LED點(diǎn)亮,三極管集電極的電流受基極電流限制,,而基極電流的計(jì)算方法Ib=(輸入電壓-0.6)/R1,,改變輸入電壓或R1的阻值都可以改變基極電流,從而控制負(fù)載的電流,。 2,、PNP三極管(上圖右),當(dāng)輸入電壓大于4.4V時(shí),,三極管截止,,LED燈不亮;當(dāng)輸入電壓小于4.4V時(shí),,三極管基極有電流,,三極管導(dǎo)通,LED點(diǎn)亮,,三極管集電極的電流受基極電流限制,,而基極電流的計(jì)算方法Ib=(5V-輸入電壓)/R1,改變輸入電壓或R1的阻值都可以改變基極電流,,從而控制負(fù)載的電流,。 正因?yàn)镹PN和PNP型三極管的電流方向正好相反,因此很多場(chǎng)合經(jīng)常使用NPN和PNP組成對(duì)管搭配使用,,比如下圖的使用NPN和PNP三極管組成的H橋電路,,在控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)常用到。 總結(jié):三極管是很常用的半導(dǎo)體元器件,對(duì)它們的原理一定要非常了解,,理解三極管的用法及用途,,熟悉它們之間的差異,在電路設(shè)計(jì)中才會(huì)得心應(yīng)手,。做如果只做開關(guān)作用,,還是場(chǎng)效應(yīng)管好,輸入阻抗高,,內(nèi)阻小,。 |
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