模擬電路中三極管電路設計總結

　　在嵌入式電路設計中包含模擬電路設計成分比較少，常用的模擬器件大部分為二極管、晶體管。本人現將嵌入式電路中晶體管所組成電路總結一下，以達到鞏固目的。

　　開(kāi)關(guān)器件

　　在嵌入式電路中經(jīng)常使用IO口來(lái)控制某些電路的開(kāi)關(guān)功能，此時(shí)三極管可作為開(kāi)關(guān)器件來(lái)使用。作為開(kāi)關(guān)器件使用時(shí)需使用開(kāi)關(guān)三極管如9014和9015等小功率器件，此時(shí)三極管處于飽和狀態(tài)?，F舉一例來(lái)說(shuō)明該類(lèi)電路特點(diǎn)：

　　為仿真電路圖不是很完整，該電路為晶振關(guān)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(shí)為低時(shí)，Q2導通而使得VO為0造成晶振停振關(guān)閉處理器。我們分析R3和R4（實(shí)際電路470K）使得Q2和Q3處于飽和態(tài);Q3為Q1集電極負載，調整R5阻值時(shí)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(mǎn)足條件，只有Q1處于放大態(tài)才滿(mǎn)足條件;

　　R5=100K時(shí)，仿真圖如下：

　　R5=470K時(shí)，仿真圖如下：

　　通過(guò)以上分析可以得出只有當電流足夠大時(shí)才能使Q2導通而關(guān)閉晶振，以上是一個(gè)較復雜的組合開(kāi)關(guān)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(xué)模電教材晶體管內容通讀后有所感悟，雖然當時(shí)模電自認為學(xué)的不錯但重讀之后才發(fā)現當時(shí)只是死記硬背而沒(méi)有真正領(lǐng)悟。靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定是否會(huì )失真，而且還影響電壓放大倍數、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數。然而在實(shí)際電路中由于環(huán)境溫度的變化而使得靜態(tài)工作點(diǎn)補穩定，從而使得動(dòng)態(tài)參數不穩定，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(dòng)態(tài)參數的影響是最大的。當溫度升高時(shí)，晶體管放大倍數變大且ICE明顯變大。以共射極電路為例，當溫度升高時(shí)將使Q點(diǎn)向飽和區域移動(dòng);當溫度降低時(shí)將使Q點(diǎn)向截止區域移動(dòng)。

　　下圖是典型的靜態(tài)工作點(diǎn)電路

　　圖AB均有相同的等效直流電路。為了穩定Q工作點(diǎn)，通常要滿(mǎn)足I1》》IBQ而使得VBQ =Rb1*VCC/ Rb2+ Rb1通過(guò)這樣設計使得無(wú)論環(huán)境溫度怎么變化，VBQ將基本保持不變。當溫度升高時(shí)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(diǎn)越穩定，一般而言是反饋越強，Q點(diǎn)越穩定。

　　其他穩定Q工作點(diǎn)電路

　　以上為利用二極管方向特性和正向特性進(jìn)行溫度補償的電路。

　　對圖A而言，因為IRB=ID+IBE，當溫度上升時(shí)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。