晶体管开关电路设计 TTL晶体管开关电路原理图/蜂鸣器控制电路原理图
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今天给大家分享的是：晶体管开关电路设计。 晶体管开关电路在现在电路设计中十分常见。经典的74LS、74ALS等集成电路内部采用晶体管开关电路，但只有普通的驱动能力。三极管开关电路分为两大类，一类是经典的TTL三极管开关电路，一类是MOS管开关电路。 这里会介绍有关开关电路的知识，包括 TTL晶体管开关电路，蜂鸣器控制电路——无源蜂鸣器等等。 一、晶体管开关电路 TTL 晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路。按三极管连接方式分为发射极地（PNP三极管发射极接电源）和射跟随开关电路。 1 、发射极接地开关电路
发射极接地开关电路 上面的基本电路离实际设计电路有点远：由于三极管基极电荷的积累，存在从开到关的过渡（三极管关断时，由于存在基极电荷释放速度变慢） R1，因此 Ic 不会立即变为零）。也就是说发射极接地开关电路是有关断时间的，它不能直接应用于高频开关。
发射极接地开关电路 工作原理：当三极管突然导通（IN信号突然跳变）时，C1瞬间出现短路，迅速为三极管提供基极电流，从而加速三极管导通。当晶体管突然关闭时（IN 信号突然跳闸），C1 瞬间导通，为释放基极电荷提供低阻抗路径，从而加速晶体管关闭。 C值通常是几十到几百皮法，电路中的R2是保证三极管在没有IN高电平输入时保持关断状态。R4是保证三极管在没有IN低电平输入时保持关断状态。R1和R3用于基极限流。
发射极接地开关电路 工作原理：由于TVS二极管的Vf比Vbe小0.2~0.4V，所以基极电流大部分从二极管流过，然后流向三极管，最后在三极管导通时流向地，所以流向基极的电流晶体管小，积累的电荷少。当三极管关断时（IN信号突然跳变），放电的电荷变少，关断动作自然变快。
发射极接地开关电路 在实际电路设计中，需要考虑三极管Vceo、Vcbo满足压强，三极管满足集电极功耗。使用负载电流和hfe（取晶体管hfe的最小值来计算）来计算基极电阻（基极电流留0.5到1倍的余量）。注意特殊二极管的反向耐压。 2、射极跟随器开关电路 射极跟随器又称射极跟随器，是典型的负反馈放大器。从晶体管的连接方式来看，它实际上是一个普通的集电极放大器。信号从基极输入，从发射极输出。接在三极管发射极上的电阻Re在电路中起着重要的作用。它就像一面镜子，反映输出和输入的以下特征。 输入电压usr=ube usc。通常Usc>Ube，忽略Ube，则usr≈usc。显然，这意味着发射极限跟随器的电压放大倍数约等于1，即输入电压幅值约等于输出电压幅值。当Usr增加时，ib和ie都增加，发射极电压ue(usc)也增加。相反，当 Usr 减小时，Usc 也减小。这表明输出电压与输入电压同相，正是因为不仅输出电压等于输入电压，而且同相。输出电压紧随输入电压而变化。我们称这种具有以下特点的电路为“辐射极限跟随器”。 射极跟随器可以用很小的输入电流得到很大的输出电流（即=（1 β）ib）。因此，它具有电流放大和功率放大的作用。需要区分的是，普通的多级共发射极放大电路不放大电流，放大电压，与发射相反。 二、蜂鸣器控制电路——无源蜂鸣器 当 BUZZ 为高电压时，三极管T1（N型三极管）导通，蜂鸣器发声。R5的作用是用于限流。
蜂鸣器控制电路 三、 IO 控制电源开关打开-使用三极管和MOS管 MOS：FET MOSFET管的一种，可制成增强型或耗尽型、P沟道或N沟道共型。但实际应用只有增强型N沟道MOS管和增强型P沟道MOS管，即NMOS和PMOS。 对于这两种增强型MOS管，常用的是NMOS，特点是导通电阻低。通常应用于开关电源和电机驱动。 导通条件：当 Vgs 大于某个值时，NMOS 导通。当 Vgs 小于某个值时，PMOS 导通。 开关损耗：不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻，造成不可避免的损耗。而现在的MOS管导通电阻一般都是几十毫欧。 MOS管AO3401：P沟道增强型场效应管
MOS管AO3401 导通条件：一般不超过-12V即可为AO3401。以下是不同压降下的阻抗：
mos管不同压降下的阻抗 下面是工程应用中的开关控制电路。 1、 通过 IO管脚控制电源--两只3401 MOS管 下面是两只3401 MOS管，没有加开关控制。刚上电后，VDD 等于输入电压。此时，你可以通过两种方式供电。如果J5没有输入电压，由VBUS供电，通过F1输出5V电压。下面的电路可以用一个开关代替R10，Q201一直导通，内部二极管压降0.5V左右。 注意：两个三极管的方向不同，Q200左边是S，右边是D。Q201左边是D，右边是S。 当J5有电压时，Q200导通，Q201也满足导通条件，电压为0.1V。
IO 控制电源开关打开 注意：VBUS 右侧断开。
电压参考 2、稳压管和MOS管稳压电路 工作原理：VCC可以来自左侧VDD5V_Control，也可以来自PC PS2口供电的Vpc_IN。VCC采用电压高的。
稳压管和MOS管稳压电路 原电路：
稳压管和MOS管稳压电路 左侧Vpc_IN由PS2供电，右侧由VCC供电。PS2通电时，左边是5V，右边是4.5V左右，可以满足机器的电压要求，当PS2口关闭时，机器可以正常工作。 为了减小PS2的压降，可以决定采用如下电路：
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