基極/集電極電阻選擇痛點(diǎn)

我們?cè)谑褂萌龢O管作為開關(guān)使用時(shí)，都要在基極加一個(gè)限流電阻，和MOS管不同，這個(gè)電阻是必須存在的，起限流作用，否則有燒壞三極管或者單片機(jī)管腳的風(fēng)險(xiǎn)。那么這個(gè)電阻如何選擇呢？這個(gè)電阻阻值可選的范圍很寬泛，就好像隨便選也能正常工作，實(shí)際上真是如此嗎？集電極電阻也有同樣的問題，如下圖所示：

基極/集電極電阻選擇方法

集電極電阻選擇

使用三極管做開關(guān)使用，要么飽和導(dǎo)通，要么截止，我們期望飽和導(dǎo)通時(shí)集電極電流不能超過(guò)最大值限制，這個(gè)很容易達(dá)到，因?yàn)楝F(xiàn)在的三極管飽和電流都能承受幾百mA，比如MMBT3904最大集電極電流為200mA。另外，從節(jié)約能源的角度，我們期望Ic盡量的小，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)很容易就能選出R6，假設(shè)R6=10k，以上電路飽和導(dǎo)通時(shí)Ic=0.33mA，可以說(shuō)非常小了。可以根據(jù)自己需要選擇R6。

基極電阻選擇

重點(diǎn)來(lái)了，這個(gè)基極電阻就稍微麻煩了，我們慢慢來(lái)分析，三極管截止就不用講了，直接低電平就好。來(lái)看飽和狀態(tài)，假定R6=10k，且三極管飽和，這時(shí)Ic=0.33mA，那么就要求Ib足夠大，大到能夠使Ic達(dá)到0.33mA，使三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。

我們都知道在三極管放大區(qū)Ib=βIc，但是飽和區(qū)就不符合此公式了，不過(guò)我們可以假設(shè)三極管即將進(jìn)入飽和(或者說(shuō)在臨界飽和)，在這個(gè)工作點(diǎn)來(lái)分析，就可以應(yīng)用此公式了，誤差不是很大，但是參數(shù)β不知道，去哪里獲取呢？當(dāng)然是三極管的datasheet，我們以MMBT3904為例子，手冊(cè)截圖如下：

手冊(cè)中給的hFE（β）數(shù)值竟然變化如此之大，是不是很奇葩，其實(shí)這也是三極管的特性之一。隨著集電極電流Ic增大，hFE先增大后減小。手冊(cè)里還有一個(gè)hFE曲線圖，仔細(xì)一看曲線怎么和表格對(duì)不上哇？原來(lái)表格中是hFE最小值，曲線中是hFE典型值，真是“挺亂的”。

在這里我們不能使用曲線的典型值計(jì)算，我們要使用最小值計(jì)算，因?yàn)橐慌鰪S的同型號(hào)三極管hFE分散的厲害，要覆蓋到所有三極管，Ic=0.33mA，必須使用最小值計(jì)算，可以根據(jù)表格里的數(shù)值（0.1mA

以上計(jì)算過(guò)程得出基極電阻220k，也可以使用更小的電阻，電阻越小基極電流越大，三極管越飽和。另外，hFE隨溫度變化也挺劇烈，也可以根據(jù)自己需求適當(dāng)考慮溫度參數(shù)。