設計總結:模擬電路中三極管電路設計
發布時間:2015-03-18 責任編輯:sherryyu
【導讀】在嵌入式電路設計中包含模擬電路設計成分比較少,常用的模擬器件大部分為二極管、晶體管。本人現將嵌入式電路中晶體管所組成電路總結一下,以達到鞏固目的。
開關器件
在嵌入式電路中經常使用IO口來控製某些電路的開關功能,此時三極管可作為開關器件來使用。作為開關器件使用時需使用開關三極管如9014和9015等小功率器件,此時三極管處於飽和狀態。現舉一例來說明該類電路特點:

為仿真電路圖不是很完整,該電路為晶振關閉功能電路,其中VO接MCU晶振輸入端如(XIN)。
若Q1和Q3基極同時為低時,Q2導通而使得VO為0造成晶振停振關閉處理器。我們分析R3和R4(實際電路470K)使得Q2和Q3處於飽和態;Q3為Q1集電極負載,調整R5阻值時可控製Q1處於飽和態或放大態。要使Q2基極導通必須使Q1提供足夠大電流才滿足條件,隻有Q1處於放大態才滿足條件;
R5=100K時,仿真圖如下:

R5=470K時,仿真圖如下:

通過以上分析可以得出隻有當電流足夠大時才能使Q2導通而關閉晶振,以上是一個較複雜的組合開關電路。
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功率器件
在(zai)嵌(qian)入(ru)式(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong),很(hen)少(shao)使(shi)用(yong)到(dao)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)電(dian)路(lu),昨(zuo)天(tian)將(jiang)大(da)學(xue)模(mo)電(dian)教(jiao)材(cai)晶(jing)體(ti)管(guan)內(nei)容(rong)通(tong)讀(du)後(hou)有(you)所(suo)感(gan)悟(wu),雖(sui)然(ran)當(dang)時(shi)模(mo)電(dian)自(zi)認(ren)為(wei)學(xue)的(de)不(bu)錯(cuo)但(dan)重(zhong)讀(du)之(zhi)後(hou)才(cai)發(fa)現(xian)當(dang)時(shi)隻(zhi)是(shi)死(si)記(ji)硬(ying)背(bei)而(er)沒(mei)有(you)真(zhen)正(zheng)領(ling)悟(wu)。靜(jing)態(tai)工(gong)作(zuo)點(dian)不(bu)但(dan)決(jue)定(ding)是(shi)否(fou)會(hui)失(shi)真(zhen),而(er)且(qie)還(hai)影(ying)響(xiang)電(dian)壓(ya)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)、輸(shu)入(ru)電(dian)阻(zu)等(deng)動(dong)態(tai)參(can)數(shu)。然(ran)而(er)在(zai)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)由(you)於(yu)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)變(bian)化(hua)而(er)使(shi)得(de)靜(jing)態(tai)工(gong)作(zuo)點(dian)補(bu)穩(wen)定(ding),從(cong)而(er)使(shi)得(de)動(dong)態(tai)參(can)數(shu)不(bu)穩(wen)定(ding),更(geng)嚴(yan)重(zhong)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)電(dian)路(lu)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo);在所有環境因素中,溫度對動態參數的影響是最大的。當溫度升高時,晶體管放大倍數變大且ICE明顯變大。以共射極電路為例,當溫度升高時將使Q點向飽和區域移動;當溫度降低時將使Q點向截止區域移動。
下圖是典型的靜態工作點電路

圖AB均有相同的等效直流電路。為了穩定Q工作點,通常要滿足I1》》IBQ而使得VBQ =Rb1*VCC/ Rb2+ Rb1通過這樣設計使得無論環境溫度怎麼變化,VBQ將基本保持不變。當溫度升高時ICE變大,而使得VEQ變大,因VBE=VBQ – VEQ所以VBE將變小;由於VBE變小故IBE也將變小,從而ICE將變小。RE的使用將直流負反饋引入使得Q工作點越穩定,一般而言是反饋越強,Q點越穩定。
其他穩定Q工作點電路

以上為利用二極管方向特性和正向特性進行溫度補償的電路。
對圖A而言,因為IRB=ID+IBE,當溫度上升時ICE和ID變大(方向電流隨溫度升高變大),這樣將使得IBE減小而造成ICE減小。
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