MCU的硬體基礎知識(2) 電晶體的應用

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  常見的電晶體為下面兩種，這兩種稱為BJT


9012以及9013是最常見的電晶體，橫向左側的腳叫做基級(base)，有箭頭的那隻腳叫做射極(emitter)，剩下那隻腳位稱為集極(collector)


電晶體工作原理


    電晶體主要有兩個功能:
(1)放大
(2)開關:飽和、截止

    MCU通常都是數位電路，開關的功能為主要，所以在這邊紙筆記飽和與截止兩種狀態。
B極和E極之間點電壓差是一個關鍵，以PNP為例，E極只要大於B極0.7V以上，E極與C極就可以順利導通。換句話說，控制端是B和E之間，被控制端是B與C之間。


飽和

        以上圖為例，如果P1.0為High，那麼E到B之間不會產生0.7V的壓降，這時候E和C之間不會導通，所以電晶體可以是為斷路，LED燈不會亮

如果P1.0給的是LOW，則E和B之間產生壓差，此時R47會有(5-0.7)V的電壓差，這時候E和C也就導通，LED本身有2V壓降，E和C之間有0.3V壓降，在R41上大概就有3V壓降，
所以整條之路的電流為3mA左右，可以點亮LED。

    以上還有一個條件，電晶體有一個放大倍數B，要處於飽和狀態B極電流一定要大於E、C極的電流除以B。
    所以剛剛算過E和C極之間電流為3mA左右，那麼B極的電流最小為3mA除以B(假設B為100)=30uA
4.3V/30uA=143K
所以B極最大組值不能超過143K，不能太小，可能會電流過大燒壞電晶體或MCU，8052的IO輸入電流最大為25mA，通常不要超過6mA



截止

   截止很簡單，只要BC之間部導通即可。






電晶體應用

-控制應用

    電晶體在數位電路中除了上面的開關功能，就是驅動應用，也就是俗稱的小店壓控制大電壓

比如說5V系統與12V系統對接，如果IO直接接12V會燒掉，透過電晶體可以讓5V的MCU控制12V。




上圖中，
IO輸出5V，則電晶體導通，OUT輸出為0V
IO輸出0V，電晶體截止，OUT則因為上拉電阻R2而輸出12V



-驅動

   所謂驅動，就是電流輸出的能力。
一般MCU的電流輸出能力很弱，要推動後級電路或元件建議是透過電晶體來驅動







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