作为功率管的控制,三极管电路被广泛应用。这里,详细分析了实际开关电路中各元件的功能。

晶体管控制电路:

上图是一个小功率晶体管控制一个大功率晶体管(达林顿晶体管)的开关电路。

控制信号通过控制小功率晶体管的开关来控制大功率晶体管Q1的开关。

原理分析

开关晶体管电路的基本原理是控制三极管工作在截止区和饱和区。电路设计原理不详细描述,但介绍了三极管电路的通用参考书。这里只讨论图中这些阻容元件的作用,不讨论数值计算(因为数值计算需要选择三极管,而且相当简单)。

图2中R1的作用是Q2的基本极限电流;R3用于在关断状态下释放基极的电荷,并在低电平时保持Q2处于关断状态;R4充当Q2的集电极限流和Q1的基极限流;电容C2是加速电容,加速了Q2的开关速度,降低了Q2的管耗,从而延长了Q2的寿命。R5和C1是输出反馈到Q2的基础,也用于加快Q2的开关速度,延长Q2的寿命和整个电路的性能。这就是正反馈。

下面主要解释C2的功能,以及其他组件的功能。相信有一定三极管电路基础的人都能看懂。

让让我们来看看C2是如何加速3354

让我们来看看没有C2的电路是如何工作的:当控制端由低电平上拉至高电平时,集电极电流的增加使三极管从截止区-放大区-饱和区变化,使三极管从截止态(截止)变为导通态(饱和)。注意,在导通状态期间,集电极电流的增加全部由Vcc提供;另一方面,当控制端从高电平变为低电平时,R3释放基极电荷,加速控制晶体管从饱和区-放大区-截止区的变化,最终截止。

让让我们看看增加C2后电路的工作情况。再看Vcc组成的电路,R4、 c2、 R3、 gnd:电路无控制激励时(控制端为低电平),Vcc给电容C2充电,C2和R4连接端的电位为VCC;在控制激励从低电平切换到高电平的过程中,由于基极端电位的上升,C2向三极管的集电极放电。这样,在集电极电流的增加中,一小部分由C2提供,其余部分由Vcc提供,加速了三极管由截止到饱和的过程。此时C2两端的电压反向,大小约为0.7(VBE)-0.3(VCE sat)V;另一方面,当控制端由高电平变为低电平时,由于基极电压的降低和集电极电压的升高,集电极对C2充电,导致三极管集电极和发射极之间的电流更快地降低,三极管在R3的作用下更快地进入截止状态。因此,C2在这里确实扮演了加速开关的角色。

但是问题又出来了。我的产品实际应用该电路所需的频率仅为数百赫兹。对于毫秒级应用,开关波形没有延迟,因此不增加额外的加速电容是合理的。什么这是怎么回事?感谢IR公司白哥的解释:这里加速电容的作用不是改善频率特性,而是改善三极管的功耗;众所周知,三极管在截止区和饱和区功耗最低,而在放大区功耗最高。原因是截止区的VCE大而ICE极小,饱和区的ICE大而VCE极小(等于饱和导通电压VCEsat),放大区的电压和电流高。导通和关断时间用于开关晶体管快速通过高功耗区(线性放大区)并进入低功耗区(截止区和饱和区),