三极管电路纠错+详细分析

前段时间,公司来了几个实习生,评审他们设计的电路之后,发现很多低级错误,我挑选两个电路出来分析,目的是为了避免大家犯类似的错误。

电路一、三极管驱动电路

为了描述简单,我们假设驱动LED。

图1 三极管驱动电路

该电路有三个问题:

1.1、PNP三极管无法关闭

图2 PNP三极管无法关闭

当输入低电平时,三极管开通,LED正常点亮。

当输入高电平时,Vbe=5V-3.3V=1.7V>0.7V,三极管开通,LED正常点亮。

所以三极管无法关闭。

1.2、NPN三极管不能正常工作

图3 NPN三极管不能正常工作

当输入低电平时,三极管关断,LED不亮。

当输入高电平时:

Vbe=3.3V-0.7V=2.6V,三极管开通;

开通后Ve≈5V,Vbe≈3.3V-5V<0.7V,三极管关闭;

之后不停的自动开关,不能正常工作。

1.3、负载LED位置放错

图4 负载LED位置放错

两个电路的负载LED都接在三极管的发射极,以NPN三极管电路分析:

假设驱动信号高电平为5V,当负载不是LED时,负载上的压降设为UL,

基极电流Ib=(5V-0.7V-UL)/4.7K,

其中UL的大小是不定的,所以基极电流Ib也是不定的,很可能导致三极管无法工作在饱和状态,使得负载无法被驱动。

正确的电路如下(负载放在集电极一侧):

图5 正确的驱动电路

电路二、推挽电路

该电路设计的是一个推挽电路,主要由一个NPN和一个PNP三极管组成。

图6 错误的推挽电路

该电路主要有两个问题:

2.1、逻辑反

一般的逻辑是输入高电平,输出为高电平;输入低电平,输出为低电平。

当输入高电平12V时,下管Q2导通,

电流走向:Vout→Q2→GND,输出为低电平。

7 输入高电平,输出低电平

当输入低电平0V时,上管Q1导通,

电流走向:12V→Q1→Vout,输出为高电平。

8 输入低电平,输出高电平

2.2、有直通风险

就算输入Vin=0,12V也会通过Q1Q2的be二极管直通到地,毫无疑问,管子一定会炸。

10 上下管同时导通

正确的电路如下,分析见文章《基础小结 | 推挽输出和开漏输出》(点击标题查看)

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  • dy-CA4NfrcW 2023-03-22 18:08
    我验证了一下PNP管发射极接LED也可以实现,主要是串联的电阻要合适,可以导通后达到LED的导通电吧感觉
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  • dy-CA4NfrcW 2023-03-22 14:35
    为啥我Multisim仿真不出来呢?主编可以仿真讲解一下吗?
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  • dy-CA4NfrcW 2023-03-22 11:40
    楼主,第一个问题,我可以理解为都得放在集电极,同时驱动信号得是5v不
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