在嵌入式電路中，三極管一般作為開關(guān)器件和功率器件使用，下面就從這兩個(gè)方面講解嵌入式中三極管基礎(chǔ)電路的設(shè)計(jì)。
開關(guān)器件
在嵌入式電路中經(jīng)常使用io口來控制某些電路的開關(guān)功能，此時(shí)三極管可作為開關(guān)器件來使用。作為開關(guān)器件使用時(shí)需使用開關(guān)三極管如9014和9015等小功率器件，此時(shí)三極管處于飽和狀態(tài)?，F(xiàn)舉一例來說明該類電路特點(diǎn)：
為仿真電路圖不是很完整，該電路為晶振關(guān)閉功能電路，其中vo接mcu晶振輸入端如(xin)。
若q1和q3基極同時(shí)為低時(shí)，q2導(dǎo)通而使得vo為0造成晶振停振關(guān)閉處理器。我們分析r3和r4(實(shí)際電路470k)使得q2和q3處于飽和態(tài);q3為q1集電極負(fù)載，調(diào)整r5阻值時(shí)可控制q1處于飽和態(tài)或放大態(tài)。要使q2基極導(dǎo)通必須使q1提供足夠大電流才滿足條件，只有q1處于放大態(tài)才滿足條件;
r5=100k時(shí)，仿真圖如下：
r5=470k時(shí)，仿真圖如下：
通過以上分析可以得出只有當(dāng)電流足夠大時(shí)才能使q2導(dǎo)通而關(guān)閉晶振，以上是一個(gè)較復(fù)雜的組合開關(guān)電路。
功率器件
在嵌入式電路設(shè)計(jì)中，很少使用到功率放大電路，昨天將大學(xué)模電教材晶體管內(nèi)容通讀后有所感悟，雖然當(dāng)時(shí)模電自認(rèn)為學(xué)的不錯(cuò)但重讀之后才發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)只是死記硬背而沒有真正領(lǐng)悟。
靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定是否會(huì)失真，而且還影響電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。然而在實(shí)際電路中由于環(huán)境溫度的變化而使得靜態(tài)工作點(diǎn)補(bǔ)穩(wěn)定，從而使得動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，更嚴(yán)重可能造成電路不能正常工作;在所有環(huán)境因素中，溫度對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響是最大的。
當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體管放大倍數(shù)變大且ice明顯變大。以共射極電路為例，當(dāng)溫度升高時(shí)將使q點(diǎn)向飽和區(qū)域移動(dòng);當(dāng)溫度降低時(shí)將使q點(diǎn)向截止區(qū)域移動(dòng)。
下圖是典型的靜態(tài)工作點(diǎn)電路
圖ab均有相同的等效直流電路。為了穩(wěn)定q工作點(diǎn)，通常要滿足i1>>ibq而使得
vbq =rb1*vcc/ rb2+ rb1
通過這樣設(shè)計(jì)使得無論環(huán)境溫度怎么變化，vbq將基本保持不變。
當(dāng)溫度升高時(shí)ice變大，而使得veq變大，因vbe=vbq– veq所以vbe將變小;由于vbe變小故ibe也將變小，從而ice將變小。
re的使用將直流負(fù)反饋引入使得q工作點(diǎn)越穩(wěn)定，一般而言是反饋越強(qiáng)，q點(diǎn)越穩(wěn)定。
其他穩(wěn)定q工作點(diǎn)電路
以上為利用二極管方向特性和正向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)碾娐贰?br>對(duì)圖a而言，因?yàn)閕rb=id+ibe，當(dāng)溫度上升時(shí)ice和id變大(方向電流隨溫度升高變大)，這樣將使得ibe減小而造成ice減小。