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已解决

NPN PNP三极管的计算问题,高手大侠帮忙支招啊

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丁老三
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本网技工
  • 2012-12-15 16:35:03
10问答币
哎 说来惭愧 经常来这里问些白痴的问题,而且更郁闷的是我这次这个问题其实应该问单片机论坛的,但是没办法,我觉得发到单片机论坛也没人帮忙,还是21电源论坛最牛,每次求助当天就有很多回复,而且对这种小小问题,论坛里的人在怎么着也能帮着我解决的。因为我要知道的是下列各元器件的参数,计算方法,尤其是三极管,到底是多大电流,等等 需要各位大虾尽可能的通俗易懂形象生动的给我说明,呵呵 。(没办法谁叫我是新人,)就是不知道众位有没有耐心。

一。下面我开始传图 第一张是用P0口的P00~P07输出高低电平来控制8个LED灯,外接上拉电阻。其中R2~R9是限流电阻,下面8个发光二级管其实就是一个数码管的内部结构而已,采用共阴。下面接一个C8050三极管。其中基极接P27,通过P27口输出高低电平来配合LED的亮灭。当我P0口输出高电平,P27也输出高电平的时候那个LED发光管亮,
问题来了 我现在要要通过P0口的控制来让8个LED亮一个,或者亮两个,或者全亮,或者不亮,每个LED发光管如取3MA亮,那么1个亮是3MA 两个是6MA 8个是24MA。其中设LED工作电压为2V吧。。那么我R2~R9该如何选取 是怎么计算出来的, 还有R1三极管基极的电阻选取该多大,怎么计算出来的,晶体管是工作在饱和区还是放大区,还有我这样的方法可行吗。就是说我通过上拉电阻5V提供给LED的电流是变化的受单片机的控制。有时候三个灯有电流通过有时候5个通过。我觉得应该可行吧,下面是C8050晶体管参数 教程很多都是用三极管扩流但是没给出计算方法,我问有些人,说什么电流是受基极控制的,发光LED哪里只能阻值一定不能变化 我发觉他们也不懂吧 但是我基极的电阻是定死的,没有变,我只是相当于让加在三极管C极的电阻发生了变化,因为有时候一个亮 有时候几个亮嘛,但是至于计算的概念我完全是模糊的。
耗散功率 1W
集电极 1.5A
集电极—基极电压 40V
集电极—发射极击穿电压 25V
放大倍数85—160




二,第二张是采用C8550PNP三极管,一样LED发光管正常工作电流设为3MA,电压2V
8550参数
耗散功率 1W
V CBO -40V
V CEO -25V
IC 1.5A
放大倍数85-160


求大侠们一定一定要形象生动的给我这个白痴解释一下啊,因为我看专业手册是脑子迷糊的,千万不要说什么建议我去翻书,我既然愿意去翻书,那也不用打这么多的字来请教大侠们了(我主要就是想知道这些东西是怎么计算出来的,)


我在线坐等。。。。

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首先提醒楼主一下,你的原理图有误,P0口不能直接接5v。 关于R2-R9限流电阻的选取是这样的:VDD-VLED/ILED,电源电压减去LED正向导通压降,然后除以LED的工作电流。工作电流是3ma,LED正向导通压降假设为1.2V,电源电压是5V,(5-1.2)/0.003=1.266k   ,取1.2K就可以了。 8050在这里需要工作在开关状态,IC总工作电流在24ma左右,最低要求是:24/β=IB 这里假设8050的β值为100,vbe为0.6v,那么IB应该为0.24 ...
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-12-15 17:33:50
 
P0出来和5V之间有电阻吗?
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-12-15 17:48:43
 
楼主这图有问题啊,8550的图呢?
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-12-15 18:03:16
 
建议楼主在PO口输出后加一个增强驱动的芯片例如74HC245。这样单片机的功耗可以很小。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-15 18:31:55
 
万能的21论坛啊。。。 你们不能就这样回答我吧。。。郁闷。
这个接法是正确的哦 ,懂单片机的人应该知道的 我上拉电阻是必须加的,一个是增强驱动电流,2是P0口做输出用肯定是要加上拉电阻的。。。
用芯片我是知道的。。 其实我就是想把三极管搞懂啊, 怎么运用 恰好公司有这些元件,
大虾们 来点诚意吧,
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-15 18:32:21
 
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-12-15 18:35:02
 
我实在搞不懂,你这图正确在哪儿???
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-15 18:48:10
 
既然知道楼主的图错了,直接指出来让他改正不就完了,楼主都说了他是新手。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 03:32:22
 
确实错了
xm_strong
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高级工程师
  • 2012-12-17 17:28:26
  • 倒数7
 
你那不叫上拉电阻啊
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-15 18:47:36
 
不懂你单片机,但你这个上拉电阻的位置对吗?你自己看看,你这个PO口直接接到了5V,你的PO能出来地电平?你的上拉电阻接错位置了,PO口应该接在电阻跟发光二极管之间,先改对了图,我保证给你讲解清楚。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 03:30:05
 
真厉害,不懂单片机,随便看看都知道,我当初还想给你解释解释,仔细看看确实错了,哎3点多了才弄完,你一定要指点指点我啊,我回复9楼里都把问题都列出来了,都是三极管的问题,这个你更懂 哈哈。就怕你没耐心,我后续还有你更懂更懂的问题要问你呢,下个星期把整理出来,吧问题发上来,(单端反激开关电源准备把原来的输出功率改大)
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-12-15 19:01:00
 
首先根据MCU p2口的电流输出能力,确定驱动电阻R1的大小(只是初步确定,不合适可以调整);从而可以得出发射极的电流大小,然后根据放大倍数求出流过集电极的电流(这个电流要满足发光二极管的需求),然后结合这个电流来选取限流电阻保证三极管处于饱和导通状态;不一定一次成功,可以通过实验进行调整,求得最佳组合。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-15 19:08:38
 
你的这个确定顺序就是反的。
1、首先能确定的是发光二极管的电流,因此可以确定三极管集电极最大电流。
2、然后根据这个最大电流及最小放大倍数计算基极电流。
3、根据基极电流确定限流电阻,同时确定PO口能输出这么大电流,如果满足设计成功,如果不满足设计失败。
而你却是倒推。
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-12-15 19:25:14
 
无所谓正推反推,能得出来就可以。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-16 12:24:50
 
按照你的,是无法设计出来的。设计电路没有你这样设计的。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 03:31:52
 
这个。。 主要是为了学习三极管
hhp_008
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高级工程师
  • 2012-12-15 18:56:31
 
首先提醒楼主一下,你的原理图有误,P0口不能直接接5v。
关于R2-R9限流电阻的选取是这样的:VDD-VLED/ILED,电源电压减去LED正向导通压降,然后除以LED的工作电流。工作电流是3ma,LED正向导通压降假设为1.2V,电源电压是5V,(5-1.2)/0.003=1.266k ,取1.2K就可以了。
8050在这里需要工作在开关状态,IC总工作电流在24ma左右,最低要求是:24/β=IB
这里假设8050的β值为100,vbe为0.6v,那么IB应该为0.24ma,基极限流电阻应选为:
(5-0.6)/0.00024=18k左右。这个值只能说是电路的最低要求,一般经验阻值选1K-4.7K之间,让8050处于饱和导通状态。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 03:22:16
 
我只能说我彻底无语了,我辛辛苦苦花了快4个小时,把问题和传的图弄上,点击回复,论坛居然说我还没登陆,让我去登陆,导致我打的字全没了,没办法继续打
首先感谢9楼,回答的很清晰,思路很好,我能看懂,而且很有耐心,真是内行啊,但是由于知识面都是延伸的相关联的,所以真的希望9楼的大哥和YTDFWANGWEI大哥能抽出时间耐心的解答我下面的疑问。(说真的,我真希望众位能耐心的看我提出的问题,自学很痛苦,有点闭门造车的感觉,所以还希望大家能尽量通俗一点,就像9楼这个高手一样我表示完全没压力)我把改后的电路图发了上来,应该正确了

1.这里为什么要让三极管工作在开关状态,即饱和区域。我的理解是即使刚处于导通状态时也行啊 (还有刚导通时Vbe是0,7V吗?饱和状态也0.7V左右吗?)
2 基极限流电阻为18K时候能工作,一般经验选取1K~4.7K,为什么说选取18K是最低要求呢?让三极管饱和的基极电流是怎么算出来的呢?就是1K~4.7K总有大概公式推出来吧,不可能凭空想象出来的吧?我就是想知道怎么计算的。
3这个电路开关状态时,基极电流是不变的,但是Ice是随着我LED亮灭的个数决定电流大小吗?即1个亮时只有3MA电流通过,3个亮时有9MA电流通过,也就是随着我集电极上的负载
变化电流而变化是这样吧?我每个LED的亮度是不会变化的。我也可以增加LED个数,只要不增加33个以上,总电流超过100MA就行?如果超过的话LED亮度就会降低?
4 三极管导通的情况是只要基极电流超过基极对发射极的漏电流管子就进入放大状态比如
基极-发射极漏电流在100uA,你输入200uA,三极管进入导通集电极电流按200-100=100微安放大倍数得出,说法对吗,我看C8050使用手册上说集电极-基极截止电流 0.1uA是不是讲的这个?我这个电路计算的时候没有包含这个,是因为这个导通电流太微弱,实际中把它忽略不计呢?还有手册上没有讲基极电流允许最大值呢?,我应该知道导通最小基极电流和允许通过的最大电流才行啊!这个是看写参数呢(我下面会发一个C8050的资料)
5 放大倍数以C8050 B档举例 放大倍数为85~160倍,是不是一般都取最小值85,如果这样的话误差不是大了1倍,那么我LED每个通过的电流误差最大时不是就是6MA而不是3MA咯,亮度差别也太明显了啊
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 03:35:46
 
第2个问题中为什么说选取18K是最低要求,这里表述错了。我的意思是18K三极管就能导通了 也就是能工作了 为什么要到饱和才行呢,
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-16 12:32:34
 
你先详细理解一下前面zhao工对单片机提出的利用N管的说法,确定是否能采用N管,然后再给你解释这些,这些都是次要的。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 15:08:51
 
zhao工说的确实是,这个问题我也清楚,但是这个无所谓的,因为我们公司单片机型号很多,换成推挽的就行了,在这个问题里其实我说的很明确,假设单片机驱动能力足够的情况下,因为前面已经就这个电路讨论了很多,我想趁着这个电路,让大家解释一下三极管在这里比如饱和导通情况下P27口输出电流和各方面的参数是多少,饱和导通在我这个电路里的条件等,,就是昨天晚上我写的那些问题。
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-12-16 12:35:08
 
我的意思是采用P管,如果一定要采用N管,那么在原理图上得在P2.7处加个上拉电阻。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-16 12:43:18
 
对单片机不懂,是不是P2口没有输出电流的能力?就这一个错误?感觉你写那么多,楼主整个都应该是错误的啊。
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-12-16 12:49:18
 
楼主为什么提8550和8050?
我想这都是有原因的。(可能别人的图也有这个考虑吧)
[size=14.399999618530273px]P2口的内部电路是一个MOS管的弱上接,等效电阻在50K到500K吧(大约)
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-16 15:28:03
  • 倒数10
 
1、为什么要让三极管处于保护区,是因为在电路中你的三极管所起的作用就是控制流过发光二极管的电流的通断,而不是流过发光二极管的电流的大小。所以工作在饱和去就满足要求,而工作在饱和区最容易设计。
2、前面9楼已经告诉你为什么选择18K电阻,因为你三极管ICE已经确定了,就是发光二极管的左右电流之和,那么根据三极管的最小放大倍数(PDF里最小是85)可以确定基极最小电流,那么就可以选择基极的最大电阻了。要注意这是最大电阻,选择的电阻小一些当然也是可以的。简单的说,你用10K,基极电流假设A,那么可以满足饱和导通的要求,你用1K,基极电流时10A,更满足饱和导通的要求。
3、这个就是如前面所说,基极电流确定了,乘以放大倍数就是ICE最大电流,只要流过ICE的电流小于这个值,三极管就是工作在开关(饱和)状态,所以,亮的个数少了是没有问题的。这是模拟电阻的基础。如果你是按照10个设计的就不能超过10个,如果按照33个设计,ICE电流最大100mA的话,你基极驱动电流就不能小于100/85.驱动电阻的阻值你自己计算吧。
4、这个问题你立即的应该是对的。
5、流过发光二极管的电流,是由限流电阻决定的,不是由8050能过多少电流决定的,你按照85设计,在160的时候,只是说三极管流过两倍设计电流不会退出饱和区,而不是说必须流过两倍电流,因为在这个时候,你需要将三极管看成一个开关,流过开关的电流是由什么确定的?是负载而不是开关的大小。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 20:19:25
  • 倒数9
 
终于看懂了 讲的真清晰,但是还有一个问题你没回答我哦,就是基极的允许流过的最大电流是多少该怎么看呢 就这个C8050PDF资料里 ,讲了些击穿电压,饱和电压这些,到底哪个参数与(基极允许流过的最大电流有关呢,计算公式是怎么计算呢,如果这个没有那直接接个电源不要电阻 电流很大 那不是烧了三极管么,总有规矩的吧 通过的电流 谢谢
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-17 08:09:04
  • 倒数8
 
还真没太注意过,不过我去查了一下资料,手头的 2sc1815.pdf
给出了基极电流值啊。
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-19 14:35:20
  • 倒数4
 
基极限流电阻应选为: (5-0.6)/0.00024=18k左右。这个值只能说是电路的最低要求,一般经验阻值选1K-4.7K之间,让8050处于饱和导通状态。

请问这句话怎么理解,我想如果P27口本来输出的是低电平,保持三极管关断,但是如果有干扰,比如电压为1V,而按照经验阻值选取为1K时,那么(1-0.6)/1K=0.0004mA,也就是基极有0.0004ma的电流通过,?那么早已饱和开通,这样的电路怎么行?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-19 14:41:24
  • 倒数3
 
简单,基极串联一个电阻到P0限制基极电流,然后再接一个电阻到E,就可以提高抗干扰能力了。
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-12-15 19:15:45
 
[size=14.399999618530273px]一、你先要确认,需要几位的数码管。
[size=14.399999618530273px]二、是否就是89C52,它的端口P0是开漏的。
[size=14.399999618530273px]三、如果你是一位数码管,建议你用共阳极的数码管,单片机直接吸入电流,不用三极管
[size=14.399999618530273px]四、如果你是多位的数码管,还是采用共阴的接法话,那么阳极采用PMOS或P型晶体三极管,共阴地方可以采用P型的管子
zhaohua2764
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  • 2012-12-15 19:46:43
 
8051单片机,比如P2口,它是有内部弱上拉电阻的(非推挽),所以你不好用N型的管子,一定要用P型的;P0口就更不行了,因为它是开漏的,所以也得用P型的管子。如果是其它类型的单片机,因为是推挽的输出,而且驱动能力强,所以对管子类型没限制。虽然,你可以在P0,P2口外面再上拉电阻,但是因为你阻值不可能取得太小,再者也显得麻烦,所以8051在这种输出高电平驱动电流大时,一般不采用N型管子(不上拉时,驱动输出高电平[size=14.399999618530273px]小电流,比如几十微安,是可以的;驱动输出低电平[size=14.399999618530273px]大一些电流,如10MA,也是可以的)
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-16 12:43:59
 
你这个弱上拉电阻,能让P2口输出多大的电流?
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-12-15 19:31:44
 
楼主给你个我用的图参考一下吧



zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-12-16 09:13:39
 
再次强调一点,采用89C52的单片机,数码管共阴的接法,P2.7的输出不能接NPN型的管子(除非外部再接上拉电阻),按NPN型的管子推导是错误的,为什么没人重视这个问题呢?
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 14:51:44
 
这个问题。。确实是需要用PNP 因为 不只P2口 包括P1口 P3口都最好用PNP,我懂你的意思P2口拉电流很弱,或者在引脚外上拉一个电阻。。但是我是想趁着讨论了这么多,就按这个图 理想情况下P2 7口输出电流能驱动三极管,因为主要是想知道我这个电路三极管的应用和参数,
丁老三
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本网技工
  • 2012-12-16 14:55:40
 
其实 在这里的情况就是先不要去考虑I0口驱动能力如何,而是假设它驱动能力足够的情况下这个三极管的各方面参数 以及我昨天凌晨提的那些问题,因为我现在还没有考虑搭电路。而是理解三极管,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
joezzhang
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副总工程师
  • 2012-12-18 00:01:47
  • 倒数6
 
给你打个简单的比方,三极管就像一个水龙头:
驱动电流就是开关,你把开关开到最大,单位时间内能出来的水最多就是那个最大值。如果水厂那边供水不足,你开满了也只能出水厂供的最大流量;如果水厂供水足够,那么你开多大就出来多少流量。

所以做开关的时候一般就用截止/饱和两个状态最简单;做放大器的时候,就通过调整开关(驱动电流)的大小来得到一定倍数的输出。
ht_lb@126.com
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,比喻的很恰当
aivioly
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用这么麻烦么,输出端口输出的电流能够驱动LED就在输出口加限流电阻,LED负极直接接地就好了,如果PO口输出电流带不动LED,就要在每个PO口装个三级管
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