【導(dǎo)讀】對(duì)于常規(guī)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，數(shù)字信號(hào)往往要經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)擴(kuò)流器件來(lái)驅(qū)動(dòng)LED、繼電器、蜂鳴器等具有較大電流的器件。這里不得不說(shuō)，用的最多的開(kāi)關(guān)擴(kuò)流器件以三極管居多。下面分享了三極管被作為開(kāi)關(guān)的常用電路中，蜂鳴器作為被驅(qū)動(dòng)器件的使用誤區(qū)。
如果電路應(yīng)用的是NPN管，注意蜂鳴器接在三極管的集電極，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是常見(jiàn)的3.3V或者5VTTL，高電平開(kāi)通，電阻按照經(jīng)驗(yàn)法可以取4.7K。開(kāi)通時(shí)假設(shè)為高電平5V，基極電流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA，可以使三極管完全飽和。如果用的是PNP管，同樣把蜂鳴器接在三極管的集電極，不同的是驅(qū)動(dòng)信號(hào)是5V的TTL電平。以上這兩個(gè)都可以正常工作，只要PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作在合適的頻率，蜂鳴器(有源)都會(huì)發(fā)出最大的聲音。
其實(shí)這種電路最大的區(qū)別在于被驅(qū)動(dòng)器件接在三極管的發(fā)射極。開(kāi)通時(shí)假設(shè)為高電平5V，基極電流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K，其中UL為被驅(qū)動(dòng)器件上的壓降。可以看到，同樣取基極電阻為4.7K，流過(guò)的基極電流會(huì)較小，小多少要看UL是多少。如果UL比較大，那么相應(yīng)的Ib就小，很有可能導(dǎo)致三極管無(wú)法工作在飽和狀態(tài)，使得被驅(qū)動(dòng)器件無(wú)法動(dòng)作。有人會(huì)說(shuō)把基極電阻減小就可以了呀，可是被驅(qū)動(dòng)器件的壓降是很難獲知的，有些被驅(qū)動(dòng)器件的壓降是變動(dòng)的，這樣一來(lái)基極電阻就較難選擇合適的值，阻值選擇太大就會(huì)驅(qū)動(dòng)失敗，選擇太小，損耗又變大。
如果電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為3.3VTTL電平，而被驅(qū)動(dòng)器件開(kāi)通電壓需要5V。在3.3V的MCU電路中，不小心的話很容易就設(shè)計(jì)出這兩種電路，而這兩種電路都是錯(cuò)誤的。發(fā)射極正偏，集電極反偏的放大電路，或者叫射極輸出器，。當(dāng)PWM信號(hào)為3.3V時(shí)，三極管發(fā)射極電壓為3.3V-0.7V=2.6V，無(wú)法達(dá)到期望的5V。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為OD門(mén)驅(qū)動(dòng)方式 時(shí)，輸出高電平，信號(hào)就變成了高阻態(tài)，流過(guò)基極的電流為零，三極管可以有效關(guān)斷。
根據(jù)以上幾種電路的情況分析，在基極與發(fā)射極之間多加了一個(gè)100K的電阻，這個(gè)電阻也是有一定作用的，可以讓三極管有一個(gè)已知的默認(rèn)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)去除的時(shí)候，三極管還處于關(guān)斷狀態(tài)。在安全和穩(wěn)定的方面考慮，多加的這個(gè)電阻還是很有必要的，或者說(shuō)可以讓三極管工作在更好的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。三極管作為開(kāi)關(guān)器件，雖然驅(qū)動(dòng)電路很簡(jiǎn)單，要使電路工作更加穩(wěn)定可靠，還是不能掉以輕心。
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