嵌入式設計入門之三極管基礎電路設計

　　在嵌入式電路中，三極管一般作為開關器件和功率器件使用，下面就從這兩個方面講解嵌入式中三極管基礎電路的設計。

　　開關器件

　　在嵌入式電路中經(jīng)常使用IO口來控制某些電路的開關功能，此時三極管可作為開關器件來使用。作為開關器件使用時需使用開關三極管如9014和9015等小功率器件，此時三極管處于飽和狀態(tài)?，F(xiàn)舉一例來說明該類電路特點：

　　為仿真電路圖不是很完整，該電路為晶振關閉功能電路，其中VO接MCU晶振輸入端如(XIN)。

　　若Q1和Q3基極同時為低時，Q2導通而使得VO為0造成晶振停振關閉處理器。我們分析R3和R4(實際電路470K)使得Q2和Q3處于飽和態(tài);Q3為Q1集電極負載，調(diào)整R5阻值時可控制Q1處于飽和態(tài)或放大態(tài)。要使Q2基極導通必須使Q1提供足夠大電流才滿足條件，只有Q1處于放大態(tài)才滿足條件;

　　R5=100K時，仿真圖如下：

　　R5=470K時，仿真圖如下：

　　通過以上分析可以得出只有當電流足夠大時才能使Q2導通而關閉晶振，以上是一個較復雜的組合開關電路。

　　功率器件

　　在嵌入式電路設計中，很少使用到功率放大電路，昨天將大學模電教材晶體管內(nèi)容通讀后有所感悟，雖然當時模電自認為學的不錯但重讀之后才發(fā)現(xiàn)當時只是死記硬背而沒有真正領悟。

　　靜態(tài)工作點不但決定是否會失真，而且還影響電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動態(tài)參數(shù)。然而在實際電路中由于環(huán)境溫度的變化而使得靜態(tài)工作點補穩(wěn)定，從而使得動態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，更嚴重可能造成電路不能正常工作;在所有環(huán)境因素中，溫度對動態(tài)參數(shù)的影響是最大的。

　　當溫度升高時，晶體管放大倍數(shù)變大且ICE明顯變大。以共射極電路為例，當溫度升高時將使Q點向飽和區(qū)域移動;當溫度降低時將使Q點向截止區(qū)域移動。

　　下圖是典型的靜態(tài)工作點電路

　　圖AB均有相同的等效直流電路。為了穩(wěn)定Q工作點，通常要滿足I1>>IBQ而使得

　　VBQ =Rb1*VCC/ Rb2+ Rb1

　　通過這樣設計使得無論環(huán)境溫度怎么變化，VBQ將基本保持不變。

　　當溫度升高時ICE變大，而使得VEQ變大，因VBE=VBQ– VEQ所以VBE將變小;由于VBE變小故IBE也將變小，從而ICE將變小。

　　RE的使用將直流負反饋引入使得Q工作點越穩(wěn)定，一般而言是反饋越強，Q點越穩(wěn)定。

　　其他穩(wěn)定Q工作點電路

　　以上為利用二極管方向特性和正向特性進行溫度補償?shù)碾娐贰?/p>

　　對圖A而言，因為IRB=ID+IBE，當溫度上升時ICE和ID變大(方向電流隨溫度升高變大)，這樣將使得IBE減小而造成ICE減小。