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请问如何计算三极管作为开关时的威廉希尔官方网站 参数?

对模拟威廉希尔官方网站 不熟悉,请教一下:1,三极管为S8050,目标是用作开关,导通负载,负载是电阻型的,阻值约为32欧姆。
2,控制信号是STM32输出的3.3V PWM。
3,要让三极管饱和,看8050手册上写Vbe(SAT)=0.92~1.2V,但网上搜索了一下,很多帖子是按照Vbe=0.7V来计算的。请问是我的理解偏差了吗?
4,目前暂定R1=1K。要让三极管饱和,同时尽可能减少PWM引脚的功耗,R1应该怎样选择和计算?
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回帖(12)

刘埃生

2019-1-17 09:15:34
假设开关信号频率不高,三极管允许进入深度饱和状态。

集电极电流估计:
Ic = (5V - 0.5V) / 32 Ω = 140.625 mA

根据数据手册,电流放大倍数至少在 40 以上。
以 hfe = 40 估算,有 Ib = Ic / hfe = 140.625 mA / 40 = 3.515625 mA
即基极电流在 3.515625 mA 以上三极管就能进入饱和状态。
注:一般单片机输出 3.5 mA 以上的电流应该没问题。

根据数据手册,最大 BE 结饱和压降 VBE(SAT) = 1.2V 。
基极电阻为 R1 = (3.3V - 1.2V) / 3.515625 mA = 597 Ω
取 R1 = 560 Ω

如果开关频率、功耗……等有要求,则可能需要提高 R1 的阻值。
比如通过实验确定饱和临界点的 Ib、Ic 的统计分布数据,
设置 Ib 到 99% 置信下限 / (1.5~2.0) ,应该就能获得满意的设计效果。
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  • 本不该的执著: Ic = (5V - 0.5V) / 32 Ω = 140.625 mA,请问,这里减0.5V是什么意思?

h1654155275.5669

2019-1-17 09:16:02
很详细,谢谢!

在另外一个william hill官网 里有网友给了我另外一份数据手册,比我在1楼放的更详细。
如果我根据新的这份数据表来推导,请指点一下我这个推导步骤对不对:
1,电源5V,负载32欧姆,所以 Ic=5/32=156 mA
2,取hFE=100, Ibe=Ic/hFE=1.56 mA
3,按照你提供的手册,Ic=156 mA 对应大概的Vbe压降是0.8 V
4,(3.3-0.8)/1.56mA=1.6 K ohm
所以我选择1K的电阻应该是合理的,或者可以串多两个220欧的凑成1.5K左右也能达到饱和条件,而且能减少b脚的耗电?请问这样推导的思路正确吗?
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刘埃生

2019-1-17 09:16:21

思路是一样的,在估计参数的时候,差异比较大……

如果保守一点,可以取 R1 小点,但功耗大、开关脉冲边沿不陡。
另外,实际的三极管个体之间、批次之间也会有(比较大的)差异。
要想设计得比较理想,需要上面说的通过实验来确定进入饱和状态的临界 Ib、Ic 的分布。
没有这样的数据,宜采取保守的设计(较小的 R1 值),
以牺牲功耗和开关速度来确保威廉希尔官方网站 功能正确。

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王燕

2019-1-17 09:16:44
对不同批次的多个同型号的三极管,用同样的方法可以得到饱和临界的所对应的 R1 值的一个分布。

假设这个分布的均值为 4K, 99% 置信下限为 3.5K,则电阻的 99% 置信上限值可取:
R1 <= 3.5 - (4.0 - 3.5) = 3K

假设使用的是 10% 精度的电阻,即 10% × 标称值 = 3 × 标准偏差,
则宜取 6 × 标准偏差作为间隔,得到电阻标称值  × (1 + 10% × 2) <= 3K
即 R1 <= 2.5K,取 R1 = 2.2K (10%)
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h1654155275.5669

2019-1-17 09:17:14
你好,这句有点不明白。“如果保守一点,可以取 R1 小点,但功耗大、开关脉冲边沿不陡”。R越小,R和输入电容组成的RC延时不是越小吗?则开关脉冲延不是越陡峭吗?请指导,谢谢!
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刘埃生

2019-1-17 09:17:34

这是一个方面……

另一个方面是 R1 越小,饱和越深,退出饱和的时间越长。
最终结果看哪方面的因素起决定作用。
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李娜

2019-1-17 09:17:42
既然需要降低驱动功耗,改用 MOSFET 不是更好?
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h1654155275.5669

2019-1-17 09:17:58
你好,我没怎么用过MOS管,所以目前还是用8050, 8550这种常见的三极管来做实验。
请教一下,在这种场合(3.3V-5v,电流500mA-1A左右),用什么型号的MOS管呢?
麻烦P沟和N沟的都推荐一下,最好有直插的,如果是贴片的,最好也是SOT223这类比较大的封装,焊在洞洞板上还比较容易。
谢谢。
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刘埃生

2019-1-17 09:18:14
作为开关应用场合,考虑 MOS 管的时候一般为低端 (Low Side) 开关,即 N 沟道的 MOS 管。

以安森美 (Onsemi) 产品为例,选择 MOS 管的链接如下:MOSFETs
www.onsemi.cn/PowerSolutions/parametrics/809/products
从这个网页上可以下载 MOS 管的 Excel 表格。

选择条件:
Vgs(th) = 3.3V / 2 = 1.65V 左右;
Id > 500mA;

可以在网页上选,也可以在下载的 Excel 文档里选。
LZ 看看有没有合适的。
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刘埃生

2019-1-17 09:18:24

忽略三极管的压降,负载上的功耗为:
5V ^ 2 / 32 ohm = 781.25 mW
三极管饱和时的功耗为:
0.15V × 5V / 32 ohm = 0.9 mW (可以忽略不计)
基极电阻上的功率,按 100 倍电流放大倍数计算为:
5 k × (5 V / 32 ohm / 100) ^ 2 = 12 mW (可以忽略不计)

因此,除非是干电池供电的应用,用 MOS 降低功耗并无特别的好处。
而从成本 / 采购角度来看,选 MOS 管则不是一个好主意。

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韩子墨

2019-1-17 23:18:48
不清楚哈哈哈
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含笑饮毒酒

2019-1-24 16:52:37
我一般把三极管做开关用时,基极电流控制在1mA左右就可以了。
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