首页 > 其他分享 >电子设计教程15:三极管电平转换电路设计

电子设计教程15:三极管电平转换电路设计

时间:2023-01-11 12:37:23浏览次数:55  
标签:15 电流 三极管 基极 电平 电路设计 发射结 集电极 电子设计


  在数字电路的领域,常常把电压简化为电平,来描述逻辑状态。比如TTL电平信号规定,+5V等价于逻辑“1”,也称为高电平,0V等价于逻辑“0”,也就是低电平。数字电路里,只有0和1两个状态。其实从0V到+5V,有无数个电压,为了便于处理数字电路,我们可以把无数个状态按照电压范围,简化为2个电平,因为我们只需要2个电平就能描述0和1这两种状态。

  假设有两个电路板需要通信,但是两个电路板的电平标准不一样:对于数字“1”,一个板子认为5V左右的电压表示“1”;另一个板子认为3.3V左右的电压表示“1”。即两个板子对于高电平的定义不一样,不能直接通信,这中间就需要一个翻译。

  翻译工作可以由一个三极管电路来完成。由于只有0和1两种情况,此时我们称三极管工作在开关状态。

  当三极管的发射结导通以后,集电极与发射极之间会有电子流动,形成通路。饱和时集电极与发射极之间的电压Vce最低只有几十毫伏,可以忽略不计。所以,我们可以把输入的电平连接到三极管的基极。对于NPN型的三极管,把电源正极连接集电极,电源地连接发射极。然后从集电极引出输出电平。如果发射结导通,输出电平等于Vce,约等于0;如果发射结截止,输出电平等于电源电压。为了保证即便集电极与发射极导通,电源也不会被短路,应该在集电极串联一个电阻;同时,如果基极电流过大,可能在发射结导通的时候烧坏三极管,所以基极应该有串联电阻,因此可得原理图:

电子设计教程15:三极管电平转换电路设计_数字电路


  分析原理图可知,基极高电平时,发射结导通,集电极“相当于”接地(其实还有几十毫伏饱和压降);基极低电平时,发射结不导通,集电极与VCC连接,是高电平。此电路可以实现电平转换的功能,只不过相位正好相反了。

  在此电路中有两个电阻,作用都是限流,让板子不被大电流烧坏。要保证三极管处于饱和区,集电极电流已经饱和,基极电流再增大,集电极电流也不会增大,也就是说,Ic/Ib<Hfe

  配套电路板中的三极管的Hfe至少是200倍。当发射结导通时,为了使三极管工作在饱和区,需设定集电极电流达不到基极电流的200倍。从图中可以看出,如果想要集电极与发射极之间的饱和压降尽可能小一点,可以把集电极电流设置为几毫安。电路板中集电极限流电阻取值为2.4K,在电源电压为5V的时候,集电极电流只有2mA左右。基极限流电阻取值为30K,当基极电压为3.3V的时候,基极电流不到100uA。集电极电流是基极电流的二十多倍,三极管工作在饱和区。

电子设计教程15:三极管电平转换电路设计_数字电路_02


标签:15,电流,三极管,基极,电平,电路设计,发射结,集电极,电子设计
From: https://blog.51cto.com/u_12001544/6002117

相关文章

  • 电子设计教程17:从共射极放大电路到射极跟随电路
    共射极放大电路板的输出阻抗  在上一节,提到过共射极放大电路的输出阻抗是R2(更通用的写法可能是Rc)。推导这个结论的过程较复杂,会用到等效电路法,并用诺顿定理将放大电路的......
  • 电子设计教程20:晶体管负反馈放大电路的参数设计
    放大倍数的推导  我们假设的电路在没有负反馈的时候,电路增益为A(也称为开环增益,或者裸增益,等于各极增益的乘积)。实际放大倍数A_v可以表示为:  这个公式可以推导出来,但推......
  • 电子设计教程18:射极跟随电路的参数设计
      射极跟随电路的原理图在上一节我们已经通过理论分析大致画了出来。接下来求从“设计的角度”出发,思考射极跟随电路的原理。不但需要计算各器件的参数,还要进行参数调试。......
  • 电子设计教程22:虚短与虚断
      “虚短”与“虚断”是非常重要的两个概念。在分析运放的输入信号与输出信号的关系时,这是两个基本的出发点。  当运放引入负反馈的时候,或者说工作在“线性区”的时候,......
  • 电路设计
        ......
  • Educational Codeforces Round 15
    EducationalCodeforcesRound15https://codeforces.com/contest/7023/6:ABC不会小学数学,基础差前面写的慢A.MaximumIncrease#include<bits/stdc++.h>usingna......
  • 01.09-01.15文献阅读总结
    ......
  • leetcode215-数组中的第K个最大元素
    思路我自己想到的是用排序,然后取下标为n-k的数字,但是这样时间复杂度是O(nlogn),不符合题目要求题解中的快速排序法很好,我也想到了快速排序,但是具体实现没有写出来要点......
  • 15. 3Sum [Medium]
    3SumGivenanintegerarraynums,returnallthetriplets[nums[i],nums[j],nums[k]]suchthati!=j,i!=k,andj!=k,andnums[i]+nums[j]+nums[k]==......
  • USB端口的ESD防护电路设计
    USB作为一种非常普及的接口,在各种电子终端设备上都有使用。作为硬件设计中的重点考虑项,ESD防护设计显得尤为重要,然而,在实际电路中,我们经常可以看到各种不同的防护设计方案,有......