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科普知識(shí)
數(shù)據(jù)分類:
三極管

三極管開關(guān)與機(jī)械式開關(guān)的比較

發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:80

    截至目前為止,我們都假設(shè)當(dāng)三極管開關(guān)導(dǎo)通時(shí),其基極與射極之間是完全短路的。事實(shí)并非如此,沒有任何三極管可以完全短路而使VCE=0,大多數(shù)的小信號(hào)硅質(zhì)三極管在飽和時(shí),VCE(飽和) 值約為0.2伏特,縱使是專為開關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的交換三極管,其VCE(飽和) 值頂多也只能低到0.1伏特左右,而且負(fù)載電流一高,VCE(飽和) 值還會(huì)有些許的上升現(xiàn)象,雖然對大多數(shù)的分析計(jì)算而言,VCE(飽和) 值可以不予考慮,但是在測試交換電路時(shí),必須明白VCE(飽和) 值并非真的是0。
    雖然VCE(飽和)的電壓很小,本身微不足道,但是若將幾個(gè)三極管開關(guān)串接起來,其總和的壓降效應(yīng)就很可觀了,不幸的是機(jī)械式的開關(guān)經(jīng)常是采用串接的方式來工作的,如圖1(a)所示,三極管開關(guān)無法模擬機(jī)械式開關(guān)的等效電路(如圖1(b)所示)來工作,這是三極管開關(guān)的一大缺點(diǎn)。
   

    圖1 三極管開關(guān)與機(jī)械式開關(guān)電路 
    幸好三極管開關(guān)雖然不適用于串接方式,卻可以完美的適用于并接的工作方式,如圖2所示者即為一例。三極管開關(guān)和傳統(tǒng)的機(jī)械式開關(guān)相較,具有下列四大優(yōu)點(diǎn)﹕

    圖2 三極管開關(guān)之并聯(lián)聯(lián)接

    (1)三極管開關(guān)不具有活動(dòng)接點(diǎn)部份,因此不致有磨損之慮,可以使用無限多次,一般的機(jī)械式開關(guān),由于接點(diǎn)磨損,頂多只能使用數(shù)百萬 次左右,而且其接點(diǎn)易受污損而影響工作,因此無法在臟亂的環(huán)境下運(yùn)作,三極管開關(guān)既無接點(diǎn)又是密封的,因此無此顧慮。
    (2)三極管開關(guān)的動(dòng)作速度較一般的開關(guān)為快,一般開關(guān)的啟閉時(shí)間是以毫秒 (ms)來計(jì)算的,三極管開關(guān)則以微秒(μs)計(jì)。
    (3)三極管開關(guān)沒有躍動(dòng)(bounce) 現(xiàn)象。一般的機(jī)械式開關(guān)在導(dǎo)通的瞬間會(huì)有快速的連續(xù)啟閉動(dòng)作,然后才能逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
    (4)利用三極管開關(guān)來驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí),在開關(guān)開啟的瞬間,不致有火花產(chǎn)生。反之,當(dāng)機(jī)械式開關(guān)開啟時(shí),由于瞬間切斷了電感性負(fù)載樣 上的電流,因此電感之瞬間感應(yīng)電壓,將在接點(diǎn)上引起弧光,這種電弧非但會(huì)侵蝕接點(diǎn)的表面,亦可能造成干擾或危害。

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