1、PNP三极管工作在什么状态?2、限流电阻Rb 10K如何计算得出?3、PNP如此用法岂不是更好计算?

1、PNP三极管工作在什么状态?2、限流电阻Rb 10K如何计算得出?3、PNP如此用法岂不是更好计算?
条件:如图1连接,IO口低电平时为0.3V,控制LED点亮,VDD 4.0V,Re 330欧,Rb 10K,Q1的饱和电压及
放大倍数等参数见图2,电流驱动能力+/-8mA,D1点亮压降按2V算吧.
1、PNP三极管工作在什么状态,是如何算出来的?
三极管作开关用应该是饱和状态,就先假设Q1为饱和状态,Ue为0.2V,Ie=(4-2-0.2)/330=5.45mA,满足
LED工作电流,Ub=0.2-0.85=-0.65V,Ib=(0.3-(-0.65))/10k=0.095mA,Ib忽略不计,Ic约等于Ie,
h=Ic/Ib=57倍左右,再查Q1参数,取Ic取-1~-10mA之间,h应为80~100倍,但实际计算出为57倍,因此认
为Q1达到放大极限了,为饱和状态.这样分析对吗?
2、饱和状态时Ib的流向?
饱和状态时,Ub=-0.65V,IO为0.3V,这样看就应是Ib由Io流向b极;但饱和时Ub(-0.65V)(0.2V),e和c极均正向导通,电流由c流向b、由e流向b,在b极汇合流向IO.两者分析矛盾,哪儿有问题呢
3、限流电阻Rb 10K如何计算得出?
假设Q1为饱和状态,Ue为0.2V,Ie=(4-2-0.2)/330=5.45mA,Ib忽略不计,Ic约等于Ie,Ic取-1~-10mA之
间,h应为80~100倍,Ib=55~68mA,Rb=(0.3-(-0.65))/Ib=14K~17K.临界饱和时Rb减小,Ib增大,Ic基本
不变,h=Ic/Ib,h减小,低于80倍,处于深度饱和.Rb取14K/(1.2)=7~9.3K,取10K也差不多.
4、可以将LED和限流电阻接在c极吗,当然限流电阻要重新取值,如图三,计算方便得多啊!


thisissummer 1年前 已收到1个回答 举报

move22 幼苗

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首先指出 的是你在分析计算时混淆了电压和电位的概念:“Ue为0.2V”、“Ub=0.2-0.85=-0.65V”、“Ub=-0.65V,IO为0.3V”等.
对于硅PNP三极管,Ube=-0.65V,饱和电压是Uces.
我们分析一下图一,下图已经图一标注了各点电位及电流方向.

图中可以确定的是:
Uc=0(接地)
Uo=0.3V
Ube=Ub-Ue=-0.65V
另外可以看出:
Uec=-Uce=Uo+Ubo+Ueb=0.3V+Ib*Rb+(-Ube)=0.3V+Ib*Rb+0.65V=0.95V+Ib*Rb
得到:Uce=-(0.95V+Ib*Rb)
|Uce|>0.95V
所以Q1并不是在饱和状态.


(1)
下面计算一下工作点:
发光二极管正向电压VD1按1.8V计算,从发射极到基极到输入Io回路:
(图中的Rc实际应为Re)
VD1+Ie*Re+Ueb+Ib*Rb+Uo=4V
Ie=(1+β)*Ib
设放大倍数:β=80
1.8+(1+80)*0.33*Ib+0.65+10*Ib+0.3=4
Ib=0.034mA
Ie=2.75mA
Uce=-1.29V
三极管处在放大状态.
(2)
PNP型三极管,不管是放大状态还是饱和状态,基极电流都是从发射极流向基极的,截止状态时无基极电流.
(3)
在这里电阻的计算主要是根据发光二极管的电流(Ie)来决定的,Re也可以等效到Rb进行计算:Re等效于Rb'=(1+β)Re
例如要求光二极管的电流3mA,即 Ie=3mA ,Ib=3/81=0.037mA
Rb+Rb'=(4-1.8-0.65-0.3)/0.037=33.8KΩ
其中 Rb和Rb' 可以分配,分配没有规定的比例,甚至Rb'=0也可以.
如果选取 Rb=10KΩ,Rb'=23.8KΩ ,则 Re=23.8KΩ/81=293Ω,可选用 300Ω作为Re.
题中Re=330Ω,得到 Ie=2.75mA.
(4)
图一和图三它们的目的是相同的,结果也基本相同.
它们的区别:
1、图一是射极输出,图三是集电极输出;
2、图一中三极管处于放大状态,图三中三极管处于饱和状态.
比较:
图一优于图三,因为图一处于放大状态,转换速度大大快于图三的饱和状态.三极管处于饱和状态转换到截止状态,首先要退出饱和状态进入放大区再进入截止区.所以在三极管作为高速开关设计时都不把它设计在轻度饱和状态或放大状态.

1年前

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