按鍵開關(guān)IC中三極管開關(guān)電路

在電子開關(guān)IC的應(yīng)用種，由于IC只是給出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，而IC本身的負(fù)載是比較小的，開關(guān)機(jī)IC芯片種加入三極管和MOS管來驅(qū)動(dòng)應(yīng)用是比較廣泛的。

三極管可以工作在三種狀態(tài)：截止、放大、飽和。在模擬電路中，一般比較常用的是放大狀態(tài)，而在單片機(jī)外圍電路中，我們比較常用的還是其開關(guān)狀態(tài)，即工作在截止和飽和狀態(tài)。

實(shí)際上三極管的開關(guān)電路可以從放大電路逐步演變而來。如下圖所示：

上圖左邊是正常的放大電路，右邊是我們需要的開關(guān)電路。從這兩個(gè)波形不難看出，其狀態(tài)很像，只是一個(gè)是正弦波，一個(gè)是方波。如果我們把放大倍數(shù)調(diào)大，或者把輸入信號(hào)增大，那么會(huì)導(dǎo)致什么現(xiàn)象呢？這一點(diǎn)不難想象，輸入輸出信號(hào)的增大，放大波形的上下均會(huì)被切掉。切掉后的正弦波是不是很像我們的方波呢？由此可以看出，我們只需要修改這個(gè)放大電路，讓其進(jìn)入兩個(gè)極端就可以得到開關(guān)電路了。

從放大電路到開關(guān)電路

從發(fā)射極放大電路演變掉開關(guān)電路的示意圖如下：

從圖中可以看出，電路（a）去掉輸入輸出兩個(gè)耦合電容后得到了電路（b），由于放大倍數(shù)是有Rc和Re兩個(gè)電阻決定的，所以去掉Re后，得到了電路（c），同時(shí)，基極偏置電路也沒有什么必要，當(dāng)輸入信號(hào)為0V時(shí)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，如圖（d）。

為了確保在沒有任何信號(hào)輸入時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這里加上了下拉電阻R2。我們知道，如果在電路中輸入信號(hào)超過0.6V時(shí)，三極管的基極和發(fā)射極之間的二極管將導(dǎo)通，開始為電路提高基極電流，在這種狀態(tài)下，由于沒有限制電流的大小，可能會(huì)損害單片機(jī)端口和三極管，為此還需要在基極上添加一個(gè)限流電阻。至此一個(gè)開關(guān)電路就這樣演變而來。

負(fù)載放置

開關(guān)電路完成了，那么負(fù)載應(yīng)該放在什么地方呢？對(duì)于這個(gè)電路，負(fù)載的放置有兩種方式：

上圖上邊是開路集電極電路，跟負(fù)載使用電源沒有關(guān)系，只要基極有電壓，電路就能工作；而上圖下邊的是開路發(fā)射極，基極電壓與負(fù)載電源是有關(guān)系的，輸出電壓要比輸入電壓低0.6V。所以，這兩種開關(guān)電路各有優(yōu)缺點(diǎn)。上邊電路的開關(guān)速度不夠高，還必須通過添加其他器件來提高其開關(guān)速度。而下邊電路的開關(guān)速度卻非常快，但輸入電源和輸出電源有關(guān)聯(lián)。所以，在實(shí)際的應(yīng)用中，比較常用的還是左邊的那種方式，本人也建議盡量采用上邊的（b）圖，而盡量不要應(yīng)用右邊的這兩種方式。

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