集电极开路晶体管电路
下图显示了集电极开路开关电路的典型布置,该电路可用于驱动机电型设备以及许多其他开关应用。NPN晶体管基极驱动电路可以是任何合适的模拟或数字电路。晶体管的集电极连接到要切换的负载,晶体管的发射极端子直接接地。 ![]() 对于 NPN 型集电极开路输出,当控制信号施加到晶体管的基极时,它会导通,并且连接到集电极端子的输出通过现在导通的晶体管结点被下拉到地电位连接的负载并将其打开。因此,晶体管开关并传递负载电流 I L,其使用欧姆定律确定为: 负载电流,I load = 负载电压 / 负载电阻 当晶体管正基极驱动被移除(关闭)时,NPN 晶体管停止导通,负载(可能是继电器线圈、螺线管、小型直流电机、灯等)断电并关闭。然后输出晶体管可用于控制外部连接的负载,因为 NPN 晶体管集电极开路的电流吸收开关动作可作为开路 (OFF) 或短路 (ON)。 这里的优点是集电极负载不需要连接到与晶体管驱动电路相同的电压电位,因为它可以使用较低或较高的电压电位,例如 12 伏或 30 伏直流电。 同样简单的数字或模拟电路也可用于通过简单地改变输出晶体管来切换许多不同的负载。例如,10mA 时为 6 VDC(2N3904 晶体管),或 3 安培时为 40 VDC(2N3506 晶体管),甚至使用集电极开路达林顿晶体管。 集电极开路输出示例 No1 作为学校项目的一部分,需要来自 Arduino 板的 +5 伏数字输出引脚来驱动机电继电器。如果继电器线圈的额定电压为 12 VDC、100Ω,并且在其集电极开路配置中使用的 NPN 晶体管的直流电流增益 (Beta) 值为 50,则计算操作继电器线圈所需的基极电阻。 通过线圈的电流可以使用欧姆定律计算为:I = V/R ![]() 因此,对于直流电流增益为 50 的 NPN 晶体管,需要 2.4mA 的基极电流,忽略约 0.2 伏的集电极-发射极饱和电压 (V CE(sat) )。回想一下,晶体管的直流电流增益是指产生集电极电流需要多少基极电流。 当晶体管完全导通时,基极-发射极结 (V BE )两端的压降将为 0.7 伏。因此,所需的基极电阻 R B的值计算如下: ![]() 那么集电极开路晶体管电路将是: 集电极开路 ![]() |