一個NPN三極管,集電極接5V,能否用12V接到基極去控制三極管的導通。求解?

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提問者問,將一個NPN型三極管的集電極接5V電壓,能否用12V接到三極管的基極去控制其導通?這要看實際情況而定,若該三極管的集電極直接接5V電源,基極直接接12V電壓,管子很快就會被燒壞。若管子的基極和集電極採取有限流措施,則完全可以正常工作。




一般用基極信號去控制NPN型三極管的導通,可以按上圖所示電路連接。被控負載RL接在三極管的集電極和+5V電源之間,基極通過限流電阻接12V控制電壓,這樣當Vin端控制電壓為0V時,三極管基極無控制信號,管子處於截止狀態,RL不工作。當Vin端有12V控制電壓時,管子的基極獲得偏流而飽和導通,此時5V電壓通過三極管的c-e兩極加至RL兩端。

三極管導通後,流過管子的集電極電流由RL決定,但RL的阻值不能過小,否則流過管子的集電極電流會超過三極管的最大集電極允許電流Icm,這樣三極管就會被燒壞。譬如NPN型三極管3DG6的Icm只有20mA,若將該管直接接5V電源,則管子導通後,將會因流過管子的集電極電流過大而燒壞。


在三極管作為電子開關使用時,管子的基極一般都要加限流電阻,若直接接控制信號電壓,可能會損壞管子的發射結。譬如上圖中若不加電阻Rb,而直接用12V電壓來控制管子的導通,這樣12V電壓將直接加在三極管的發射結兩端,管子的發射結很容易被損壞,而加有Rb後,不論Vin端的控制電壓是1V還是100V,只要調整Rb的阻值,使管子有一個合適的基極電流,皆可控制三極管的導通。


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題目想用12V來控制基極,而集電極接5V,這樣是可以實現的,但是電路需要改造一下。如果直接將12V接在NPN的基極,則會因基極電流過大把三極管燒壞,所以要在基極上加一個限流電阻,5V如果直接接在集電極的話,三極管導通後,亦會因集電極電流過大,把三極管燒壞,所以要在集電極上加一個負載或者電阻。

電路圖如下圖所示。

上圖中的R1電阻就是基極限流電阻,負載接在集電極上。以9013為例,集電極最大可連續通過500mA的電流,基極的最大電流為100mA,VBE的典型值大約是0.91V,計算基極限流電阻如下:

RB=(12-0.91)/100mA=111Ω,這個是限流電阻的最小值,在使用時,選取限流值時要遠遠大約111Ω,比如選擇3.3K,10K等。

集電極流過的電流由負載決定,但是負載的阻值不能太小,否則容易燒壞,9013最大可以通過500mA的電流,在使用時,為了安全起見,所流過的電流不希望超過200mA,所以負載的最小阻值為:

RL=5/200mA=25Ω,所以集電極上的負載電阻不要小於25Ω。

電子元器件對電流比較敏感,在使用時一定要考慮限流。

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按照提問者的意思,一個NPN的三極管,集電極接的是5V,而想用12V去控制基極使三極管導通可不可以?提問者對三極管的原理理解不夠透徹,這種方式完全是可以的。

三極管屬於電流型控制元件,只要選擇合適的限流電阻,控制基極電流在合理範圍之內即可。

下面簡單說一下三極管的基本原理:三極管正常工作時有三個區間:飽和區、放大區和截止區。下面以NPN三極管為例,NPN三極管的基極屬於控制極,控制集電極電流的大小(小電流控制大電流),電流方向為集電極→發射極,其公式為Ic=βIb,Ie=(β+1)Ib,其中β為三極管的放大倍數,選定三極管型號後,該放大倍數為定值。

實例說明:下圖三極管型號為較常用的S8050NPN三極管,最大集電極-基極電壓為40V,集電極-發射極電壓Vceo為25V,集電極-發射極飽和壓降為0.6V,最大集電極電流為0.5A,放大倍數β為10,耗散功率為0.625W(TO-92),基極-發射極電壓Vbe(sat)為1.2V。

下圖為使用型號為S8050的NPN三極管控制負載工作的原理,下圖負載為LED燈。VCC電壓可根據實際情況選擇,小於40V即可(該三極管所能承受的最高電壓),輸入電壓為UIN,下流電阻為R1,當輸入電壓UIN<1.2V時,三極管截止。當UIN>1.2V時,三極管基極有電流,其電流大小為(UIN-1.2)/R1。

計算限流電阻R1的大小時,我們一般先確定集電極電流,然後通過集電極電流推算所需的基極電流。一般使用三極管當電子開關使用時,都會使三極管導通時處於飽和狀態(頭條@技術閒聊原創),此處三極管集電極飽和電流為0.5A,由Ib=Ic/β,得Ib=0.5A/10=0.05A,即基極電流為50mA時,三極管處於飽和狀態。再由公式Ib=(UIN-1.2)/R1,得R1=(UIN-1.2)/Ib=(UIN-1.2)/0.05,根據題意,當基極輸入電壓為12V時,R1=(UIN-1.2)/0.05=(12-1.2)/0.05=216(Ω),可選擇220Ω標稱阻值。

若基極輸入電壓為5V時,R1=(UIN-1.2)/0.05=(5-1.2)/0.05=76(Ω),可選擇82Ω標稱阻值。

總結:NPN三極管屬於電流型控制元件,小電流控制大電流。只要基極輸入電壓大於三極管的死區電壓Vbe(sat),小於基極能承受的最大電壓即可,集電極和基極輸入電壓可以不同,如S8050,基極輸入電壓範圍為1.2V~40V,根據基極輸入電壓、所需基極電流計算積基極限流電阻即可。

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集電極接5V,用12V接到基極是可以控制三極管的導通的

設計線路時候需要知道負載電阻的大小和三極管型號,通過計算基極的電阻,讓三極管兩個PN結均正向導通,基極(b)極電流足夠,就可以讓三極管飽和導通了

以S8050三極管(NPN)作為例子計算三極管的飽和導通

  • 飽和導通需要三極管兩個PN結正向導通,Vb>Vc;Vb>Ve
  • 飽和導通時Vcb=0.6V;Vbe=1.2V

  • 假設連接在三極管的負載(R1)內阻為200Ω(歐姆)
  • Ic=(5V-Vce)/R1=(5V-0.6V)/200=0.021A
  • 以β=85(三極管放大倍數)計算,Ib=Ic/β=0.021/85=0.000247A=0.247mA;也就是說保證流過R2的電流Ib大於0.247mA就可以讓三極管飽和導通;
  • Ib=(12V-Vbe)/R2
  • R2=(12V-Vbe)/(12V-1.2V)/0.000247=43725Ω(歐姆)=43.7K
  • 為了保證Ib電流足夠,讓三極管飽和導通,R2一般再用小一點,可以用33K的電阻。

所以集電極接5V,用12V接到基極控制三極管的導通需要知道負載電阻的大小和使用的NPN三極管的參數,再計算出基極(b)的電阻的大小,讓NPN三極管實現飽和導通就可以了。

以上是本人的分析,你覺得對嗎?如有錯漏歡迎批評指正!有問題歡迎提問!


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答案是可以。三極管導通的本質是需要有合適的“基極->發射極”的電流,所以只要滿足這個條件即可導通。具體做法是在基極串接一個限流電阻,滿足此要求即可實現。


琪浩電子攻城獅


能,12Ⅴ通過分壓電阻得到0.7Ⅴ送基極三極管即導通。


楊氏電子


三極管電流驅動,只要把電流,限制在允許範圍內就行了。


leang789


不能 NPN三極管是飽和放大區0.7v 截止區0.3v 已經超過正常工作電壓


明月之宸


這個問題不好回答!

首先,三極管有很多的工作參數,你這樣接能保證參數合理嗎?!

其次,判斷三極管的工作狀態,是三極管通電後,通過各極電壓來判斷的,不是沒通電前根據人為加上的電壓就能判斷的!


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