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蜂鸣器作为被驱动器件的三极管有雷区!你踩雷了吗?

发布时间:2015-01-04 责任编辑:echolady

【导读】对于常规的数字电路设计,数字信号往往要经过开关扩流器件来驱动LED、继电器、蜂鸣器等具有较大电流的器件。这里不得不说,用的最多的开关扩流器件以三极管居多。下面分享了三极管被作为开关的常用电路中,蜂鸣器作为被驱动器件的使用误区。

如果电路应用的是NPN管,注意蜂鸣器接在三极管的集电极,驱动信号可以是常见的3.3V或者5VTTL,高电平开通,电阻按照经验法可以取4.7K。开通时假设为高电平5V,基极电流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA,可以使三极管完全饱和。如果用的是PNP管,同样把蜂鸣器接在三极管的集电极,不同的是驱动信号是5V的TTL电平。以上这两个都可以正常工作,只要PWM驱动信号工作在合适的频率,蜂鸣器(有源)都会发出最大的声音。

其实这种电路最大的区别在于被驱动器件接在三极管的发射极。开通时假设为高电平5V,基极电流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K,其中UL为被驱动器件上的压降。可以看到,同样取基极电阻为4.7K,流过的基极电流会较小,小多少要看UL是多少。如果UL比较大,那么相应的Ib就小,很有可能导致三极管无法工作在饱和状态,使得被驱动器件无法动作。有人会说把基极电阻减小就可以了呀,可是被驱动器件的压降是很难获知的,有些被驱动器件的压降是变动的,这样一来基极电阻就较难选择合适的值,阻值选择太大就会驱动失败,选择太小,损耗又变大。

如果电路的驱动信号为3.3VTTL电平,而被驱动器件开通电压需要5V。在3.3V的MCU电路中,不小心的话很容易就设计出这两种电路,而这两种电路都是错误的。发射极正偏,集电极反偏的放大电路,或者叫射极输出器,。当PWM信号为3.3V时,三极管发射极电压为3.3V-0.7V=2.6V,无法达到期望的5V。当驱动信号为OD门驱动方式 时,输出高电平,信号就变成了高阻态,流过基极的电流为零,三极管可以有效关断。

根据以上几种电路的情况分析,在基极与发射极之间多加了一个100K的电阻,这个电阻也是有一定作用的,可以让三极管有一个已知的默认状态。当输入信号去除的时候,三极管还处于关断状态。在安全和稳定的方面考虑,多加的这个电阻还是很有必要的,或者说可以让三极管工作在更好的开关状态。三极管作为开关器件,虽然驱动电路很简单,要使电路工作更加稳定可靠,还是不能掉以轻心。

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