解密三极管开关电源中基极电阻选取方法

在开关电源的研发设计中，可以说晶体三极管的开关饱和区，MOS管的饱和区就是晶体管的放大区。晶体三极管的放大是电流关系的放大，即Ic=B*Ib。而MOS管的放大倍数是Ic=B*Ugs，与g、s两端的电压有关系。MOS管的放大倍数比较大，稳定。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。

同理可证，在下面得曲线示意图中我们可以清晰的了解到当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)。

曲线示意图

下面我们将对在三极管开关中的基极电阻的选取的方法，首先需要判断三极管的工作状态，是放大区(增大驱动电流)还是饱和区(开关作用)。若工作在放大区，根据集电极负载的参数，计算出集电极的电流，之后根据三级管的放大特性计算出基极电流，再根据电流值计算出电阻。若工作在饱和区，以NPN管为例大致计算一下典型3元件开关电路的选值：设晶体管的直流放大系数为100，Ib=(驱动电压-0.7Vbe结压降)/Rb，Vce=Vcc-100Ib×Rc，令Vce=0，由此可算出临界值(饱和区与放大区的临界)，只要Rb小于临界值即可，但其最小值受器件Ib容限限制，切勿超过。