老師給了幾個經典電路圖,班里有些同學看不懂,我打算用通俗易懂的語言分析一下。希望通過我的解析,盡量能讓他們搞透。
來看這個電路。這是一個最基礎的H橋驅動電路。再具體分析之前,淺談一下三極管的飽和以便后續的展開。
對于三極管,你可以把它粗略地等價成兩個二極管的連接,如下圖。
箭頭指向就是由P(positive)指N(negative),這里是NPN管。讓三極管飽和,也就是要讓兩個二極管導通,使得三極管等價成一根導線。因此中間的電平(P極)要比兩端(N極)的電平高才行,PNP同理。典型的導通電壓,硅管約0.7v,鍺管約0.3v。另外,看三極管有沒有導通,我們一般看帶箭頭的兩端的電壓值,也就是B-E的電壓。
回到電路圖:
電路構成:左端上管PNP管,下管是NPN管,并以此在右端鏡像出來一個同樣的電路。左右兩端共同接5V,并共GND。
工作方式:左端上下兩管接信號S1,右端上下兩管接信號S2,要求S1和S2是互補的(也就是說左邊是高電平,那右邊就是低電平)。
現在我把左端接上一個5V高低電平產生器,并連一路通過5V反相器接到右端,如下圖,這樣能保證左右端是互補輸入的。
現在,我們來看看它的電壓情況。
電壓表的位置分別代表各個位置上的三極管的B-E電壓。可以看到當輸入情況為“左0右1”時,左上和右下導通,電流由左上流至右下。
再來看看“左1右0”的情況。正好相反,左下和右上導通,電流由右上流至左下。電路實現了電流的反轉。
到此電路功能解析完成,再來看看元件的功能。除了三極管外,最顯眼的就是四個電阻了。這里我做了這樣的操作:把左上的電阻去掉,信號直接連入基極,看看會發生什么情況。
先記錄好沒去掉時電阻兩端的伏安情況。
現在來看看去掉電阻的情況。
可以發現,當三極管導通時,將會有接近800mA的電流流入基極,這對基極來說,簡直就是洪水,百分之百直接燒毀基極。因此,得出結論,基極電阻是用來限制流進基極的電流的。
還有一個問題,當把電源電壓升高至10V或更高,電路還能正常工作嗎?看下圖。
可以看到,不管左端信號給0或1,都同時會有三個三極管導通,并且上部分兩個三極管會一直導通,流過負載的電流可觀地增加了,但是需要指出的是,在原先兩管導通(Q5Q1或Q3Q6)的基礎上,第三個導通的三極管(即Q5Q1導通時Q3也導通,類推)電流并沒有流向負載,而是流回了地,使得功耗增加了,效率卻降低,相當于這部分電流“白流了”,是不可取的。因此,該電路應使用在信號電壓和電源電壓相近的時候。
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