三极管作为一种半导体管,在工作过程当中会产生电压,在电压的作用下产生各级电流。在各级电流当中,基极的电流最小,但是正是因为基极的存在,才让三极管拥有了放大功能。在很多设计当中,都会在三极管的基极上增加下拉电阻,很多新手不太理解这种设计的意义何在,本篇文章就将讲解在三极管基极上添加下拉电阻的作用,为大家解开疑惑。
三极管下拉电阻的作用
半导体管在工作当中必定会出现干扰,所以为了完全消除这种干扰,就需要在三极管的基极上添加下拉电阻。这样一来就可防止三极管受噪声信号的影响而产生误动作,使晶体管截止更可靠!三极管的基极不能出现悬空,当输入信号不确定时(如输入信号为高阻态时),加上下拉电阻,就能实现更有效接地。
在GPIO接通电源进行初始化的时候,其处于一种非常不稳定的状态,上电之后很容易产生噪声,引起误动作!加此电阻,可消除此影响(如果出现一尖脉冲电平,由于时间比较短,所以这个电压很容易被电阻拉低;如果高电平的时间比较长,那就不能拉低了,也就是正常高电平时没有影响)!但是电阻不能过小,影响泄漏电流!(过小则会有较大的电流由电阻流入地)
当三极管开关发挥作用时,为了防止由于晶体管内残余电荷所带来的时间滞后,要尽量缩短ON和OFF的时间,在B、E之间加一个R起到放电作用。高频,深饱和时特别要注意。
基极当中添加电阻,最主要的作用就是为了能够产生一个偏执电压,以便有效抑制信号的失真。这输入信号有交流时极其重要,如当温度上升时,Ic将增大,导致Ie也会增大,那么在Re上的压降也增大,而Vbe=Vb-IeRe,Vb此时基本上被下拉电阻保持住,所以使Vbe减小。当然这个减小对0.7v来说是很小的,是从微观上去分析的。Vbe的减小,使Ib减小,结果牵制了Ic的增加,从而使Ic基本恒定。这也是反馈控制的原理。
与此同时,添加一个电阻能够分摊一些电流,达到防止输入电流过大的目的,这样就不会让大电流直接流入三极管而至其损坏。至于为了放电,一般是在MOS管中才用,三极管这个问题不大。
有些人会说,虽然关于干扰的问题,可以在电路的其他地方通过一些办法得到解决,所以下拉电阻并非是必须的。那么如果不在三极管基极当中设置下拉电阻的话,会发生什么样的情况呢?不接下拉电阻,就不能设定偏置电压,这样会产生输入信号的交越失真,并且输入电流过大的时候会导致大电流直接流入三极管而至其损坏。在对三极管进行分析时,有时候总是认为它的内部是有二极管的效应的,但这样是错误的认识。MOS管同样需要一个偏制电压,而下拉电阻可以起到这样的作用,我们一般称之为GATE偏制。由于MOS管内部的三个级是彼此绝缘的,所以自然会有电容效应在,当信号消失的时候内部的等效电容可以通过下拉电阻进行放电。而且也是必须的,否则会逻辑出错。
三极管基极下拉电阻的注意事项
在最后,列出两条关于下拉电阻的设置注意事项。虽然要设计下拉电阻,但并不意味着下拉电阻阻值越大越好,过大的阻值会使流入基极的电流太小;另一点,如果是高速开关信号,尽量在下拉电阻上并连一个电容以提高高速性能。
本篇文章对三极管的下拉电阻作用进行详细的讲解,并同时给出了缺少下拉电阻时会发生什么样的情况,方便读者进行对比。此外,还在最后给出了三极管下拉电阻的注意事项。是一篇比较有参考价值的文章,希望大家通过本篇文章能够了解三极管下拉电阻在电路当中的重要作用。