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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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1 条评论
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很详细，谢谢！
在另外一个论坛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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2019-1-17 09:16:02
评论
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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电路功能正确。 |
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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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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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2019-1-17 09:17:14
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既然需要降低驱动功耗，改用 MOSFET 不是更好？
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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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2019-1-17 09:17:58
评论
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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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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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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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