当需要大的负载电流时
发布时间:2012/8/21 19:09:07 访问次数:2002
发射极接地型开关电路的负载电流SN74LS123N就是集电极电流,所以必须能够从输入端提供大于l/hFE的基极电流。对于图8.5的电路由于负载电流小,只有5mA,所以没有什么问题。但是当负载电流达数百毫安以上时驱动基极的电路(接续输入端的电路)就有可能无法提供足够的基极电流。
在这种情况下,需要采用称为“超p晶体管”的h FE非常大的晶体管(例如2SC3113(东芝)的矗FE可达到600~3600),或者如图8.8所示将两个晶体管达林顿连接。
如图8.8所示,采用达林顿连接时Tri的发射极电流全部变成Tr2的基极电流,所以总的hFE是各自晶体管的矗FE之积(hFEl.hFE2)。(是一种赚取hFE-减少基极电流的应用手段。在功率应用中,也有在一个管壳内部作成达林顿连接的晶体管)
例如,如果hFEl一hFE2一100,那么总的矗FE就是10000,用ImA的基极电流就能够开关10A的集电极电流。但是在计算达林顿连接电路的基极电流时需要注意的是,当晶体管导通时基极一发射极之间的电压降是1. 2~1. 4V(两个VBE)。
图8.9是一例采用达林顿连接的开关电路,是一个电灯开美电路。由于晶体管是达林顿连接,所以可以用0. 5mA的基极电流开关0.9A的负载。在设计大负载电流的电路时,还需要注意晶体管的集电极一发射极间饱和电压VCE(。,。尽管晶体管处于导通状态时的集电极一发射极间电阻值非常小,但还不是零,所以当集电极电流流过时会产生电压降。这就是集电极饱和电压VCE( sa(sat是saturation的简写)。
图8.10是2SC2458的集电极流过lOOmA的负载电流时的开关电路。照片8.4是给这个电路输入lkHz,OV/+5V控制信号时的集电极波形这个电路中,一0.16V。晶体管处于导通状态时的功率损耗是CE与集电极电流之积,它们全部变成热损耗。所以当负载电流大时,必须注意晶体管的发热问题。
另外如图8.9所示,当发射极接地型开关电路中采用达林顿连接时,Tr2的集电极一发射极间电压并不是Vc(sat,而是Tr。的(一0.6~0.7V)。这是因为Tr2的集电极电位如果不是与Tr,的发射极电位(一Tr2的基极电位)同电位,那么Tri的基极一集电极间的PN结将处于导通状态。因此,采用达林顿连接处理大电流时,特别要注意晶体管的热损耗问题(0.6~0.7V×集电极电流一热损耗)。
发射极接地型开关电路的负载电流SN74LS123N就是集电极电流,所以必须能够从输入端提供大于l/hFE的基极电流。对于图8.5的电路由于负载电流小,只有5mA,所以没有什么问题。但是当负载电流达数百毫安以上时驱动基极的电路(接续输入端的电路)就有可能无法提供足够的基极电流。
在这种情况下,需要采用称为“超p晶体管”的h FE非常大的晶体管(例如2SC3113(东芝)的矗FE可达到600~3600),或者如图8.8所示将两个晶体管达林顿连接。
如图8.8所示,采用达林顿连接时Tri的发射极电流全部变成Tr2的基极电流,所以总的hFE是各自晶体管的矗FE之积(hFEl.hFE2)。(是一种赚取hFE-减少基极电流的应用手段。在功率应用中,也有在一个管壳内部作成达林顿连接的晶体管)
例如,如果hFEl一hFE2一100,那么总的矗FE就是10000,用ImA的基极电流就能够开关10A的集电极电流。但是在计算达林顿连接电路的基极电流时需要注意的是,当晶体管导通时基极一发射极之间的电压降是1. 2~1. 4V(两个VBE)。
图8.9是一例采用达林顿连接的开关电路,是一个电灯开美电路。由于晶体管是达林顿连接,所以可以用0. 5mA的基极电流开关0.9A的负载。在设计大负载电流的电路时,还需要注意晶体管的集电极一发射极间饱和电压VCE(。,。尽管晶体管处于导通状态时的集电极一发射极间电阻值非常小,但还不是零,所以当集电极电流流过时会产生电压降。这就是集电极饱和电压VCE( sa(sat是saturation的简写)。
图8.10是2SC2458的集电极流过lOOmA的负载电流时的开关电路。照片8.4是给这个电路输入lkHz,OV/+5V控制信号时的集电极波形这个电路中,一0.16V。晶体管处于导通状态时的功率损耗是CE与集电极电流之积,它们全部变成热损耗。所以当负载电流大时,必须注意晶体管的发热问题。
另外如图8.9所示,当发射极接地型开关电路中采用达林顿连接时,Tr2的集电极一发射极间电压并不是Vc(sat,而是Tr。的(一0.6~0.7V)。这是因为Tr2的集电极电位如果不是与Tr,的发射极电位(一Tr2的基极电位)同电位,那么Tri的基极一集电极间的PN结将处于导通状态。因此,采用达林顿连接处理大电流时,特别要注意晶体管的热损耗问题(0.6~0.7V×集电极电流一热损耗)。
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