三極管優點:耐壓高;缺點:電流驅動
MOS管優點:開關速度快,電壓驅動
一、一鍵開關機電路(小魚冠名)
(知識點不多,但是電路設計很巧妙)
1.1效果
按下按鍵松開→
再次按下按鍵松開→
1.2電路過程及原理
1.2.1上電,開關斷開
上電時,開關斷開→通過
,
給電容充電→電容上方電壓達到
→三極管
基級電壓為0→三極管斷開→MOS管
柵極電壓為
→
不小于負的→
MOS管關斷
→
1.2.2按下開關
電容電壓為→三極管
基級電壓為
,三極管導通;同時通過
放電→MOS管
柵極經三極管導通至地,MOS管柵極電壓為0
→小于負的
→MOS
管導通→
,電路處于開機狀態。
1.2.3松開按鍵
當電容電壓放電到等于三極管BE之間的開啟電壓,約0.7v時,三極管飽和導通電流由通過
提供,三極管一直開啟。這時即使松開按鍵,電路仍處于開機狀態。
三極管導通時,集電極的電壓約0,所以電容的電壓也會接近于0。
1.2.4再次按下按鍵
按下按鍵→電容上端電壓為0,三極管基級電壓為0→三極管斷開,MOS管柵極電壓為→MOS管關閉→
其中,由于電阻選取的非常大,使
不能通過
,
使三極管導通,而且電容的電壓也不能升高。
1.2.5松開按鍵
松開按鍵,通過
,
給電容充電→電容上方電壓達到
,再次按下按鍵后,電路又處于開機狀態。
1.3器件參數
輸入電壓3~6v,器件參數可以參考下面的數值。
1.4電路缺點
當輸出端連接的負載電容比較大時,容易出現MOS管關不斷的情況。可以在輸出端對地接一個幾百歐的限流電阻,原因如上。
1.5陳氏總結
縱觀整個電路過程:開關控制電容,電容控制三極管,三極管控制MOS管。
二、延時開關電路
2.1效果
配合單片機程序實現長按兩秒開關機,短暫按下松開其他需要的功能。
2.2電路說明
=單片機上電電壓=3.3V
單片機輸出口:單片機寫信號
單片機輸入口:給單片機信號
的作用:反饋給單片機開關S1按下與否的狀態。
D4上拉電阻接到3.3v,即單片機的一直是高電平,除非按下按鍵,D4就導通將
拉低到0.7V。由于
口寫程序的時候,有上下限,例如在1v以下都是低電平,2.5v以上都是高電平(模數轉換)。
2.3電路過程及原理
2.3.1按下和松開開關
按下開關后,電流通過→R15→D5→S1→GND將G點電壓下拉為二極管的管壓降0.3v。
,MOS管導通,
很小,單片機上電。
接受開關關閉的信號后,單片機將
設置成高電平,此時由于Q9導通,無論開關是按下還是沒有按下,MOS管始終導通。
類比上一個電路,該電路此時如果誤操作了開關也沒有事,由處的高電平來保證單片機上電,不像上一個電路利用不太可靠的電容充放電。
2.3.2延時兩秒開關機
利用對開關的監視功能,開/關機時開關閉合兩秒,單片機系統做亮屏/息屏、接通/斷開傳感器、
設置高/低電平等動作,松開按鈕徹底開/關機。
監視下還可以編寫短暫開關鍵的其他作用,達到長按兩秒開關機,按一下就松開是其他功能。
三、與門電路(跟我學電腦冠名)
(本電路十分簡單,但是別出心裁的使用方法)
3.1效果
兩個三極管都給高電平導通才可以驅動MOS管,輸出才有電壓。
四、H冠名
4.1效果
該電路和二中的電路有異曲同工之妙。
該電路可以實現軟開啟功能,增加一個電容(C1),一個電阻(R2)。
軟開啟,是指電源緩慢開啟,以限制電源啟動時的浪涌電流。
4.2電路過程及原理
4.2.1不上電且Control 為低電平或高阻
控制電源開關的輸入信號Control 為低電平或高阻時→三極管Q2的基極被拉低到地,為低電平→Q2不導通→MOS管Q1的Vgs = 0(電源沒上電)→MOS管Q1不導通→+5V_OUT 無輸出。
電阻R4是為了在 Control 為高阻時,將三極管Q2的基極固定在低電平,不讓其浮空。
4.2.2剛上電且Control 為低電平或高阻(實現軟啟動)
當電源 +5V_IN 剛上電時,要求控制電源開關的輸入信號 Control 仍為低電平或高阻,即關閉三極管Q2,從而關閉MOS管Q1。
因 +5V_IN 還不穩定,不能將電源打開向后級電路輸出。
電源 +5V_IN 上電完成后,MOS管G極與S極兩端均為5V,仍然Vgs = 0。
電容上沒有充電。
4.2.3上電完成且Control 為高電平
①三極管Q2的基極為0.7V,可算出基極電流Ibe為:
(3.3V - 0.7V) / 基極電阻R3 = 0.26mA
②三級管Q2飽和導通,Vce ≈ 0。電容C1通過電阻R2充電(現在由于三極管可以導地了),即C1與G極相連端的電壓由5V緩慢下降到0V,導致Vgs電壓逐漸增大。
③MOS管Q1的Vgs緩慢增大,令其緩慢打開直至完全打開。最終Vgs = -5V。
④利用電容C1的充電時間實現了MOS管Q1的緩慢打開(導通),實現了軟開啟的功能。
4.2.4上電完成且Control 為低電平
電源完全打開后,+5V_OUT 輸出為5V電壓。
此時將 Control 設為低電平,三極管Q2關閉,電容C1與G極相連端通過電阻R2放電,電壓逐漸上升到5V,起到軟關閉的效果。軟關閉一般不是我們想要的,過慢地關閉電源,可能出現系統不穩定等異常。
原文鏈接:
https://blog.csdn.net/Xuexi_touteng/article/details/136348435
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利用三極管設計開關電路
NPN和PNP三極管做開關電路

電路設計中三極管和MOS管做開關用時有什么區別呢?

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