公司來了幾個實習生,評審他們設計的電路之后,發現很多低級錯誤,挑兩個電路出來分析,目的是為了避免大家犯類似的錯誤。
電路一、三極管驅動電路
為了描述簡單,我們假設驅動LED。
圖1 三極管驅動電路
該電路有三個問題:
1.1、PNP三極管無法關閉
圖2 PNP三極管無法關閉
當輸入低電平時,三極管開通,LED正常點亮。
當輸入高電平時,Vbe=5V-3.3V=1.7V>0.7V,三極管開通,LED正常點亮。
所以三極管無法關閉。
1.2、NPN三極管不能正常工作
圖3 NPN三極管不能正常工作
當輸入低電平時,三極管關斷,LED不亮。
當輸入高電平時:
Vbe=3.3V-0.7V=2.6V,三極管開通;
開通后Ve≈5V,Vbe≈3.3V-5V<0.7V,三極管關閉;
之后不停的自動開關,不能正常工作。
1.3、負載LED位置放錯
圖4 負載LED位置放錯
兩個電路的負載LED都接在三極管的發射極,以NPN三極管電路分析:
假設驅動信號高電平為5V,當負載不是LED時,負載上的壓降設為UL,
基極電流Ib=(5V-0.7V-UL)/4.7K,
其中UL的大小是不定的,所以基極電流Ib也是不定的,很可能導致三極管無法工作在飽和狀態,使得負載無法被驅動。
正確的電路如下(負載放在集電極一側):
圖5 正確的驅動電路
電路二、推挽電路
該電路設計的是一個推挽電路,主要由一個NPN和一個PNP三極管組成。
圖6 錯誤的推挽電路
該電路主要有兩個問題:
2.1、邏輯反
一般的邏輯是輸入高電平,輸出為高電平;輸入低電平,輸出為低電平。
當輸入高電平12V時,下管Q2導通,
電流走向:Vout→Q2→GND,輸出為低電平。
圖7 輸入高電平,輸出低電平
當輸入低電平0V時,上管Q1導通,
電流走向:12V→Q1→Vout,輸出為高電平。
圖8 輸入低電平,輸出高電平
2.2、有直通風險
如果單獨輸入0V或12V,那么該電路沒有問題。但輸入信號是變化的,電壓信號高低電平的跳變有過渡的過程。
圖9 0~12V高低電平有個跳變過程
所以在中間某個電壓,例如輸入電壓為6V時,上管Q1和下管Q2同時導通(直通),毫無疑問,管子一定會炸。
圖10 驅動電壓為6V,上下管同時導通
正確的電路如下
圖11 正確的推挽電路
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:新手設計的電路到底能挑多少毛病?電路糾錯+詳細分析
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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