51单片机学习笔记(6)——三极管介绍

①三极管简介:三极管是一种很常用的控制驱动器件,常用的三极管根据材料分有硅管锗管两种,原理相同,压降略有不同,硅管用的较普遍,而锗管应用较少。三极管有 2 种类型,分别是 PNP 型NPN 型,如下图:
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②三极管基本结构:三极管有三个极,分别为基极(b)、集电极(c)、发射极(e)。在上图中,横向的引脚为基极(b),和箭头连接的引脚为发射极(e),剩下的引脚为集电极(c)。

③三极管的原理:发射结正偏,集电结反偏。电压导通,电流控制。对于
PNP 硅管而言, e 极电压只要高于 b 级 0.7V 以上,这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在 b 和 e 之间,被控制端是 e 和 c 之间。同理, NPN 型硅三极管的导通电压是 b 极比 e 极高 0.7V,总之是箭头的始端比末端高 0.7V 就可以导通三极管的 e 极和 c 极

④三极管的常见应用(基于硅三极管)
一、开关电路
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P1.0是51单片机的端口,当端口输出1时,表示为高电平5V,当端口输出0时,表示为低电平0V。根据三极管的工作原理我们可以知道,当端口输出0时,e-b之间的电压差大于0.7V,此时三极管处于导通状态,LED灯点亮;当端口输出1时,e-b之间的电压差小于0.7V,此时三极管处于截止状态,LED灯熄灭。通过这个电路,就可以达到用单片机管脚控制LED灯亮灭的目的,也就是一个开关电路。
二、电压转换电路
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IO口是51单片机的端口,当端口输出1时,表示为高电平5V,当端口输出0时,表示为低电平0V。根据三极管的工作原理我们可以知道,当端口输出0时,b-e之间的电压差小于0.7V,此时三极管处于截止状态,OUT端口的电压就是12V;当端口输出1时,b-e之间的电压差大于0.7V,此时三极管处于导通状态,OUT端口的电压就是0V。通过这个电路,就可以达到用单片机管脚控制输出电压的状态,也就是一个电压转换电路。
三、驱动电路
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51单片机的 IO 口可以输出一个高电平,但是它的输出电流却很有限,普通 IO 口输出高电平的时候,大概只有几十到几百 uA 的电流,达不到1mA。通常要点亮一个LED小灯至少也需要1mA,要使LED灯亮度增加,则需要几mA,也就是说通过51单片机的IO口直接连接点不亮这个 LED 小灯或者是亮度很低,这个时候如果我们想用高电平点亮 LED,就可以用三极管来处理了。三极管有一个特性就是电流放大,这个特性运用于电路中就是驱动能力。LED发光二极管是电流驱动器件,只有当电流达到一定值以后,它才会亮,因此可以用三极管电流放大的特性制作成驱动电路来驱动LED发光二极管正常发光。

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