電子設計教程15 三極體電平轉換電路設計

2021-10-02 21:17:29 字數 1194 閱讀 6772

在數位電路的領域,常常把電壓簡化為電平,來描述邏輯狀態。比如ttl電平訊號規定,+5v等價於邏輯「1」,也稱為高電平,0v等價於邏輯「0」,也就是低電平。數位電路裡,只有0和1兩個狀態。其實從0v到+5v,有無數個電壓,為了便於處理數位電路,我們可以把無數個狀態按照電壓範圍,簡化為2個電平,因為我們只需要2個電平就能描述0和1這兩種狀態。

假設有兩個電路板需要通訊,但是兩個電路板的電平標準不一樣:對於數字「1」,乙個板子認為5v左右的電壓表示「1」;另乙個板子認為3.3v左右的電壓表示「1」。即兩個板子對於高電平的定義不一樣,不能直接通訊,這中間就需要乙個翻譯。

翻譯工作可以由乙個三極體電路來完成。由於只有0和1兩種情況,此時我們稱三極體工作在開關狀態。

當三極體的發射結導通以後,集電極與發射極之間會有電子流動,形成通路。飽和時集電極與發射極之間的電壓vce最低只有幾十毫伏,可以忽略不計。所以,我們可以把輸入的電平連線到三極體的基極。對於npn型的三極體,把電源正極連線集電極,電源地連線發射極。然後從集電極引出輸出電平。如果發射結導通,輸出電平等於vce,約等於0;如果發射結截止,輸出電平等於電源電壓。為了保證即便集電極與發射極導通,電源也不會被短路,應該在集電極串聯乙個電阻;同時,如果基極電流過大,可能在發射結導通的時候燒壞三極體,所以基極應該有串聯電阻,因此可得原理圖:

分析原理圖可知,基極高電平時,發射結導通,集電極「相當於」接地(其實還有幾十毫伏飽和壓降);基極低電平時,發射結不導通,集電極與vcc連線,是高電平。此電路可以實現電平轉換的功能,只不過相位正好相反了。

在此電路中有兩個電阻,作用都是限流,讓板子不被大電流燒壞。要保證三極體處於飽和區,集電極電流已經飽和,基極電流再增大,集電極電流也不會增大,也就是說,ic/ib

配套電路板中的三極體的hfe至少是200倍。當發射結導通時,為了使三極體工作在飽和區,需設定集電極電流達不到基極電流的200倍。從圖中可以看出,如果想要集電極與發射極之間的飽和壓降盡可能小一點,可以把集電極電流設定為幾毫安。電路板中集電極限流電阻取值為2.4k,在電源電壓為5v的時候,集電極電流只有2ma左右。基極限流電阻取值為30k,當基極電壓為3.3v的時候,基極電流不到100ua。集電極電流是基極電流的二十多倍,三極體工作在飽和區。

模電系列1 三極體

三極體開關電路原理 通過控制基極電壓為0,或者為1,從而控制集電極下二極體的亮滅。電路模型 基極 控制口0或者1 發射極 vcc 集電極 接地 飽和區有電流通過,截止區無電流通過。飽和區 發射極正偏 截止區 發射極反偏 故而想要控制想控制開關的斷合,只需給發射極乙個為0或者為1的電壓。給0則斷開,給...

模電 三極體的三種基本組態對比

首先放大電路的三種組態分為共基,共集,共射三種組態。放大電路裡通常是晶體三極體 場效電晶體 整合運算放大器等,這些器件也稱為有源器件。乙個晶體三極體可以看作為乙個雙口有源網路,由於晶體三極體只有三個極端,因此其中必須有乙個極端作輸入和輸出的公共端。放大電路的三種組態判別以輸入 輸出訊號的位置為判斷依...

MOS管(三極體) 一些常用的硬體設計電路分析

本文所介紹的功能,使用三極體也是可以的,但是實際應用中,多使用 mos 管,故本文多以 mos 管進行說明。如圖,通過 nmos 的開關作用,完成對 led 的亮滅控制。此時 mos 管工作於截止區和可變電阻區。控制端狀態 led0 為高電平 點亮 led led0 為低電平 led熄滅 對於 nm...