三极管开关电路限流电阻怎么选取

news/2024/5/19 1:27:08 标签: 单片机, 嵌入式硬件, 电路, stm32, 硬件

这是一个MCU驱动小功率器件的电路,这里仅用小功率灯珠代替负载,电路中用到了一个NPN的三极管,这个三极管在这里充当一个开关。

三极管当作开关时其工作在饱和状态,BE间的电压要大于开启电压,同时BE间的电压大于CE间的电压,CE间的电压可以近似的看成是0。

当MCU输出低电平,三极管截止,没有电流流过负载。

当MCU输出高电平,三极管饱和导通,负载有电流流过,那么怎么去选取三极管基极的限流电阻RB呢?

假设MCU输出的低电平是0V,高电平是3.3V,灯珠的导通压降为2V,额定工作电流为20mA,又因为三极管饱和导通时CE电压约为0,所以可以计算出灯珠的限流电阻取150欧姆。

为了让三极管CE间的电压尽可能小,三极管处于一个深度饱和的状态,一般三极管基极的电流取集电极电流的十分之一,这里也就是2mA,三极管导通电压取0.7V,所以有Rb为1.3K欧姆。

所以MCU通过三极管驱动这个灯珠的电路就是这个。

如果三级管集电极电流比较大,这里IB的取值可能要大于IC的十分之一,才能使ce间的电压尽可能小。

MCU上电时其IO一般为输入状态,所以为了让三极管上电时有一个确定电平,这个电路还会在三极管基极加一个下拉电阻,取值一般是10K,这个10K电阻会分走基极大概0.07mA的电流,这个对于基极的电流来说是可以忽略的。

需要注意的是,上面计算的基极限流电阻,在IC电流不大时是有比较大的余量的,所以在一定范围内增大RB,三极管还是会工作在饱和状态,电路任然能正常工作。


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