51单片机三极管的作用讲解

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楼主 2022-05-11 10:16:29
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对于单片机程序员,在数字电路中,三极管的作用,99.9%都只是用来做“开关”而已。我用一个NPN型三极管驱动直流电机,来说明一下,看图一

图一

大家对着上图,简单说明一下;对于NPN型三极管:

B极接上高电平,CE极之间导通,你可以把它理解成一条导线也行,然后整个电路就变成,一个直流电机和一个电源串联,电机能不转吗?

B极接着低电平,CE极之间截至,你可以把它理解成短路也行,实际上,CE极之间变成了一个无穷大的电阻,然后整个电路就变成,一个直流电机,一个无穷大的电阻,一个电源串联,根据串联电阻分压的原理(直流电机自身电阻很小),电源12V都在CE之间的无穷大电阻上面,电机二端的电压是接近0V,所以电机能转吗?

在单片机中,在程序里控制一个电机,把三极管B极连在单片机IO上面,程序控制输出高低电平就可以了。

既然可以驱动电机,也可以驱动别的,例如继电器啊,是吧,呵呵。

在实际应用中,有的工程师还利用三极管来进行电平转换。二个单片机,一个是5V工作电压的,一个是3.3V工作电压的,不能直接把它们的IO口相连,可以利用三极管。看图二:

图二

解析一下,当5V单片机 IO 输出5V时,三极管导通,变成一跟导线,上面的3.3 V电源就等于直接连到3.3V单片机IO, R2的电压也是3.3 V。 当5V单片机 IO 输出0V时,三极管截至,变成无穷大电阻,上面的3.3 V电源就等于和无穷大电阻,R2电阻(20K)串联,根据串联电阻分压原理,3.3V电压基本全部在无穷大电阻上面,R2的电压接近0V。 就是这样5V单片机和3.3V单片机就可以通信了。

有的读者可能想问一下,三极管的放大原理,其实飞飞我有个一很形象的解析。大家只要记住一条公式就可以了:Ice = (放大倍数)*Ib 。(放大倍数是一个特殊字符,飞飞打不出来,呜呜)。

B极电流比喻为水龙头,CE极之间的电流比如为单位水流量,当你水龙头关紧的时候,没水流(三极管截区);水龙头开得越大,水就流得越大(三极管放大区),你水龙头不会无穷开大吧,水龙头开得一定大的时候,水流最大了了(三极管饱和区)。

事实上,三极管的开关作用,用的就是三极管截取区,和饱和区。

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