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2021-04-25
笑尽往事
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9011三级管开关电路图（一）
截至目前为止，我们都假设当三极管开关导通时，其基极与射极之间是完全短路的。事实并非如此，没有任何三极管可以完全短路而使VCE＝0，大多数的小信号硅质三极管在饱和时，VCE（饱和）值约为0．2伏特，纵使是专为开关应用而设计的交换三极管，其VCE（饱和）值顶多也只能低到0．1伏特左右，而且负载电流一高，VCE（饱和）值还会有些许的上升现象，虽然对大多数的分析计算而言，VCE（饱和）值可以不予考虑，但是在测试交换电路时，必须明白VCE（饱和）值并非真的是0。
虽然VCE（饱和）的电压很小，本身微不足道，但是若将几个三极管开关串接起来，其总和的压降效应就很可观了，不幸的是机械式的开关经常是采用串接的方式来工作的，如图3（a）所示，三极管开关无法模拟机械式开关的等效电路（如图3（b）所示）来工作，这是三极管开关的一大缺点。
图3 三极管开关与机械式开关电路
幸好三极管开关虽然不适用于串接方式，却可以完美的适用于并接的工作方式，如图4所示者即为一例。
三极管开关和传统的机械式开关相较，具有下列四大优点﹕
图4 三极管开关之并联联接
（1）三极管开关不具有活动接点部份，因此不致有磨损之虑，可以使用无限多次，
一般的机械式开关，由于接点磨损，顶多只能使用数百万次左右，而且其接点易受污损而影响工作，因此无法在脏乱的环境下运作，三极管开关既无接点又是密封的，因此无此顾虑。
（2）三极管开关的动作速度较一般的开关为快，一般开关的启闭时间是以毫秒（ms）来计算的，三极管开关则以微秒（μs）计。
（3）三极管开关没有跃动（bounce）现象。一般的机械式开关在导通的瞬间会有快速的连续启闭动作，然后才能逐渐达到稳定状态。
（4）利用三极管开关来驱动电感性负载时，在开关开启的瞬间，不致有火花产生。反之，当机械式开关开启时，由于瞬间切断了电感性负载样上的电流，因此电感之瞬间感应电压，将在接点上引起弧光，这种电弧非但会侵蚀接点的表面，亦可能造成干扰或危害。
9011三级管开关电路图（二）
9011三级管开关电路图（三）
解释：当晶体管突然导通（IN信号突然发生跳变），C1瞬间短路，为三极管快速提供基极电流，这样加速了晶体管的导通。当晶体管突然关断（IN信号突然发生跳变），C1也瞬间导通，为卸放基极电荷提供一条低阻通道，这样加速了晶体管的关断。C通常取值几十到几百皮法。电路中R2是为了保证没有IN输入高电平时三极管保持关断状态；R4是为了保证没有IN输入低电平时三极管保持关断状态。R1和R3是基极电流限流用。
9011三级管开关电路图（四）
图中，将两个电极改接在VT1下偏置，R1仍为上偏置电阻器。当杯内水面低于两个电极时，相当于下偏置开路，R1产生的偏置电流使电动机起动。当水位上升到淹没电极时，两个电极之间被水导通，将R1产生的偏置电流旁路一部分，使VT1～3截止，电动机停转，与图5控制效果恰好相反。
9011三级管开关电路图（五）
该电路如下图所示，它由电源电路、声控电路、光控电路和延时电路四部分组成。
工作原理：
被控制的对象是普通灯泡（适合100W以下的灯泡），220V交流电与灯泡串联后接整流全桥，经整流全桥后得到脉动直流电，提供给晶闸管vs和控制电路使用。由于脉动直流电压在200V左右则通过R1（150k）降压后提供给控制电路使用，VD1在此具有双重作用，利用它的正向特性稳压，同时利用工作时发光作电源指示灯。C1为滤波电容与VD1配合，为控制电路提供稳定的直流电（约1.5—2V之间）。
控制电路由R2、MC驻极体话筒、C2、R3、R4、VT1（9014三极管）组成。白天或周围环境光线较强时，光敏电阻的阻值约1kΩ左右，由电路可知，光敏电阻与VT1的c、e两极并联，因此VT1的集电极电压始终处于低电位，此时即便有声响，电路也无反应，正好符合了白天不工作的要求。而到了夜晚，光敏电阻的阻值上升到1MΩ左右，对VT1解除了钳位作用，此时VT1处于放大状态，如果无声响，VT1的集电极仍为低电位，晶闸管因无触发电压而关断。当拍手时声音信号被MC接受，驻极体话筒两端电压变小，通过C2影响VT1基极电位下降，使集电极电位上升，触发晶闸管导通（灯亮）。
因为VT1基极电位的下降，导致C2通过R3缓慢的充电，使VT1的基极电位回到原来使VT1正常放大的状态，晶闸管关断，电灯熄灭。
对元器件的要求：整流全桥采用1A600V（或4只1N4007）;VS单向晶闸管1A600V；VT1（9013或9014均可）；VD1发光二极管（型号不限）；RG光敏电阻：亮阻1kΩ左右、暗阻1MΩ左右。
注意：当电路第一次接通电源时，会自动点亮，属正常现象，这是电源接通瞬间产生脉冲电压造成的误触发。另外需要说明的是R4的阻值越小灵敏度越高，如果灯泡无法延时熄灭，一般是由于R4阻值选取过小所至，经实验取10kΩ可以满足一般环境的要求。
(mbbeetchina)
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