電晶體開關電路(二)

wish

這一次我們延續上次探討常見的電晶體開關電路，上一次討論的電晶體開關電路是當VIN是低電位時RL不動作，當VIN轉成高電位時RL動作。
但是如果要反過來當VIN低電位時RL動作，而VIN高電位時RL不動作呢？請看下圖︰



這個電路至少音響版的版主應該很熟悉，因為這跟擴大機的電路很接近，但是這種接法跟電晶體開關電路(一)上的接法動作剛好相反，也就是當VIN是低電位時RL是導通的，而當VIN是高電位時RL反而是開路的。

我們接著來探討電晶體開關電路的加速及改良，我們還是引用上一次的電路︰



當我們在應用上必須要加速電晶體開關的切換速度時，一般會用下面簡圖的方式︰



很簡單吧！就是在RB上面並聯一個小電容。在講解為什麼一個小電容會有加速的作用前我跟大家提一個電容器的特性，電容器在充電的"瞬間"是形同短路的，而且這個"瞬間"的時間還與電容器的容量成正比，當電容器完成充電後，電容器就形同開路狀態了。
所以，當VIN的輸入電壓低電位轉成高電位，並且開始將電流輸入到Q1的B時(IB)，電容器C由於有在充電瞬間形同短路的特性，所以電流會不經過RB而直接流向Q1的B極(IB)，我們可以想到，從C流過的IB一定比經過RB後的IB來的大(因為沒有RB的壓降)，這一個較大的電流可以加快將電晶體動作到飽和狀態，當然也就加速了電晶體導通的速度。當電容器充電完成後，電容器形同開路，此時並不影響電晶體的工作。最後當VIN的輸入電壓由高電位變成低電位時，失去VIN的電容器C已無法維持原有位準，所以在VIN下降的瞬間Q1的B極電壓也同時下降，此時Q1的B-E轉成逆向偏壓，而令Q1迅速截止。

本篇最後來看看常見的一些電晶體開關的改良電路︰



這個電路是在BR與Q1的B之間串一個二極體D，因此要令電晶體Q1導通，那VIN也得要提升0.6V，我們知道電晶體的動作條件是B-E極之間的0.6V順向偏壓，加入二極體D後，使得VIN的訊號電壓在接近0.6V的時候減少誤動作的可能。

另外有一種改良電晶體開關電路如下︰



這種電路在Q1電晶體的B極多了一個電阻RBA，它主要改良當VIN處於輸入電壓的臨界點(也就是要通不通)時，確保電晶體處於截止狀態。
由上圖我們可以看出Q1的B極電壓是由RB及RBA分壓而得，此時Q1的B極電壓必定低迷VIN，即使VIN電壓接近令Q1電晶體導通0.6V的臨界點，電晶體的B極電壓也會受RBA連接的VRB電壓所拉下，而低於0.6V。所以只要RB、RBA及VRB設計準確，當VIN在高電位時仍有足夠的電壓使電晶體Q1導通，不受RBA的影響。

改良的電路其實還有一些小變化，但是原理都是相同，打開你在這裡下載的ATX電路圖研究看看吧！你會發現跟這兩篇講的電路很相似。
下一次是電晶體開關電路的最後一篇，最後一篇我們要討論推挽電路，什麼是推挽電路？大家還記得ATX電源供應器上高壓端那兩個同編號的電晶體嗎？看完之後你應該對ATX如何用兩個電晶體推動變壓器有些概念了。

s10274chen

W大講到推挽，讓我想到高職學功率放大時老師講的A類、B類、AB類的推挽放大！
那些推挽放大的原理跟ATX Power高壓那兩顆BJT的運作原理是相通的嗎（我覺得功率放大的是工作在作用區，不是飽和及截止區）？~hm249~

港都狼仔

原帖由 s10274chen 於 2009-7-1 12:56 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
那些推挽放大的原理跟ATX Power高壓那兩顆BJT的運作原理是相通的嗎（我覺得功率放大的是工作在作用區，不是飽和及截止區）？~hm249~ ...

其實電源內一次側的BJT/MOSFET是工作在飽和/截止區，也就是當開關用。
而電源的推挽(PUSH-PULL)其實應該說成推推(PUSH-PUSH)，因為兩顆晶體流過的電流方向是相同，但卻負責變壓器內不同方向的電流，且一次只有一半的繞組在工作。

s10274chen

謝謝狼大為小弟解惑！~hm226~
那不就說ATX Power內的推挽根本就是Pwm的應用（是不是跟主機板上CPU供電模組的MOSFET群的工作形態是一樣的？~hm223~ ）？

港都狼仔

原帖由 s10274chen 於 2009-7-1 10:23 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
謝謝狼大為小弟解惑！~hm226~
那不就說ATX Power內的推挽根本就是Pwm的應用（是不是跟主機板上CPU供電模組的MOSFET群的工作形態是一樣的？~hm223~ ）？

是的，主機板上常見的DC-DC則是屬於一般同步降壓電路，有一High side開關(輸入-輸出間)與一Low side開關(輸出-接地間)，利用任務週期控制兩晶體間導通時間，達成輸出電壓控制。
多相式電路則是由多組構成，透過控制器每組錯開一時間差輪流運作，輸出互相並聯，可以提升輸出容量。

cnpan

W大的比較式的說明,讓我在短時間了解,基本的三極電晶体電路的變化.

在電子學的書中,因為考慮要提供準確的計算,反而是忘了要先作全盤性的介紹,有計算需要時就會自動進一歩去深入.
不會在啟歩時深陷計算之中.

kingkenny

感謝大大的教學

MARCO

wish 發表於 2009-7-1 12:15 AM static/image/common/back.gif
這一次我們延續上次探討常見的電晶體開關電路，上一次討論的電晶體開關電路是當VIN是低電位時RL不動作，當V ...

w 大
請問VIN低電位時RL(6v蜂鳴器)動作
vin, acc=12v
1    rb=1k那RC要用幾Ω 幾W??
2    rb=100k那RC要用幾Ω 幾W??
(VIN高電位時幾分鐘後rc(5W22Ω)(2W100Ω)都很熱
可以在E那裡串一顆電客嗎 ? 很像電阻就不會熱了

wish

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RC會多熱跟負載有關，負載越大RC就越熱。
E那裡串一顆電容是什麼意思可以貼張圖來看嗎？

MARCO

wish 發表於 2011-5-18 06:57 PM static/image/common/back.gif
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RC會多熱跟負載有關，負載越大RC就越熱。

這個電路 竟然可以正常運作

wish

回復 MARCO 的帖子

你可以說明一下你這個電路的用途嗎？

MARCO

wish 發表於 2011-5-18 09:54 PM static/image/common/back.gif
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你可以說明一下你這個電路的用途嗎？

這個用途 常常沒關大燈




可是當這個清形在車上蜂鳴器也會叫
在麵包板上測是正常的不會叫

wish

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我想你誤會我寫這個電晶體開關的意思了，會用到電晶體開關有很多種原因，比較常見的是速度的要求，而你只是為了要達到忘了關燈發警報，這個直接用開關或繼電器就可以了。
車子的配線我不是很清楚，但是電學是一樣的，我目前想到的先口述給你參考，不過如果你願意，你可以自己先想看看怎麼做可以達到你的要求。
你的想法應該是這樣，大燈如果有打開，儀表板燈一定會亮，所以你要從儀表板燈拉出一條當大燈有打開時的訊號線，這個想法是成立的，但是如果你把蜂鳴器就直接接在這條線上，那晚上開車就會一直叫了。
蜂鳴器應該是在大燈沒關(儀表板燈有亮)，而且汽車停止的情形下才叫，所以你只有解決其中一個條件而已(大燈沒關)，你只要把第二條件找出來就可以了。
我把問題幫你找出來，先讓你自己想看看怎麼找出第二個條件，真的想不出來我再跟你說。

加油！


對了！版規第七條有規定，為避免無限延長，問問題要另開新帖。

http://bbs.pigoo.com/thread-28526-1-1.html

py924

謝謝 WISH 大的分享～真的是受用無窮，謝謝。

jakeuk

感謝w大的教導~淺顯易懂~~thank!

flyfly

~淺顯易懂~~thank!