數(shù)字電路中貼片三極管的使用

貼片三極管是數(shù)字電路中基本的開關(guān)元件，要么工作在飽和區(qū)，要么工作在截止區(qū)，放大區(qū)只作為飽和到截止或者截止到飽和的瞬間過渡過程。三極管的開關(guān)條件及開關(guān)狀態(tài)的工作過程是一個值得注意的問題。

例如要計算三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，首先要知道三極管工作在開關(guān)狀態(tài)基極的飽和電流，假定某管的飽和電流為100ma，那么基極的電阻Rb=U-0.7/0.1

式中：U是工作電壓，0.7是二極管壓降，0.1即使某管的飽和電流100ma。放大的也這樣算。

在工作中，如果IB＞IBS≈VCC/(βRC)，則三極管一定飽和導通。臨界飽和以前，IC＝βIB。進入飽和以后，隨著IB的增加，IC只略微增加，三極管基本上沒有電流放大作用。所以，IB＞IBS是判斷管子是否飽和導通的條件。對硅管來說，飽和時，VBE≈0.7V，VCE＝VCES≤0.3V。這如同開關(guān)的閉合狀態(tài)。

對硅管來說，當VBE＜0.5V時，三極管截止。這個電壓是硅管發(fā)射結(jié)的死區(qū)電壓，常被作為三極管的截止條件。此時，IB≈0、IC≈0，如同開關(guān)的斷開狀態(tài)。

三極管的開關(guān)過程，是一個電荷的建立和消散過程，需要一定的時間。事實上，當輸入基極的電壓由低電平跳變到高電平時，三極管并沒有立即導通，而是先經(jīng)過一段延遲時間td（從輸入信號正跳變瞬間到IC上升0.1ICM所需的時間），又經(jīng)過一段上升時間tr（IC從0.1ICM到0.9ICM所需的時間），集電極電流才接近飽和后的*大值ICM，所以ton＝td+tr。當基極電壓由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，三極管也沒有立即關(guān)閉即IC也不是立即為零，而是先經(jīng)過一段存儲時間ts（從輸入信號負跳變瞬間開始到IC下降到0.9ICM所需的時間），再經(jīng)過一段下降時間tf（IC從0.9ICM到0.1ICM所需的時間），才進入截止狀態(tài)（IC=0），所以toff=ts+tf。

對于普通數(shù)字電路的三極管開關(guān)電路，采用電路，并選用適當?shù)拈_關(guān)管，根據(jù)IB=2.3IBS≈2.3 VCC/(βRC)來計算，基本可以滿足要求。實際應(yīng)用中，省電，也是需要考慮的。

貼片三極管是數(shù)字電路中基本的開關(guān)元件，要么工作在飽和區(qū)，要么工作在截止區(qū)，放大區(qū)只作為飽和到截止或者截止到飽和的瞬間過渡過程。三極管的開關(guān)條件及開關(guān)狀態(tài)的工作過程是一個值得注意的問題。

例如要計算三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，首先要知道三極管工作在開關(guān)狀態(tài)基極的飽和電流，假定某管的飽和電流為100ma，那么基極的電阻Rb=U-0.7/0.1

式中：U是工作電壓，0.7是二極管壓降，0.1即使某管的飽和電流100ma。放大的也這樣算。

在工作中，如果IB＞IBS≈VCC/(βRC)，則三極管一定飽和導通。臨界飽和以前，IC＝βIB。進入飽和以后，隨著IB的增加，IC只略微增加，三極管基本上沒有電流放大作用。所以，IB＞IBS是判斷管子是否飽和導通的條件。對硅管來說，飽和時，VBE≈0.7V，VCE＝VCES≤0.3V。這如同開關(guān)的閉合狀態(tài)。

對硅管來說，當VBE＜0.5V時，三極管截止。這個電壓是硅管發(fā)射結(jié)的死區(qū)電壓，常被作為三極管的截止條件。此時，IB≈0、IC≈0，如同開關(guān)的斷開狀態(tài)。

三極管的開關(guān)過程，是一個電荷的建立和消散過程，需要一定的時間。事實上，當輸入基極的電壓由低電平跳變到高電平時，三極管并沒有立即導通，而是先經(jīng)過一段延遲時間td（從輸入信號正跳變瞬間到IC上升到0.1ICM所需的時間），又經(jīng)過一段上升時間tr（IC從0.1ICM到0.9ICM所需的時間），集電極電流才接近飽和后的*大值ICM，所以ton＝td+tr。當基極電壓由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，三極管也沒有立即關(guān)閉即IC也不是立即為零，而是先經(jīng)過一段存儲時間ts（從輸入信號負跳變瞬間開始到IC下降到0.9ICM所需的時間），再經(jīng)過一段下降時間tf（IC從0.9ICM到0.1ICM所需的時間），才進入截止狀態(tài)（IC=0），所以toff=ts+tf。

對于普通數(shù)字電路的三極管開關(guān)電路，采用電路，并選用適當?shù)拈_關(guān)管，根據(jù)IB=2.3IBS≈2.3 VCC/(βRC)來計算，基本可以滿足要求。實際應(yīng)用中，省電，也是需要考慮的。