使用NPN晶体管作为开关


9

在提出问题之前,我应该说我对使用电子产品非常陌生,我可能不太了解如何描述我的问题。

我正在尝试使用我的msp430微控制器上的引脚来代替设备上的按钮。msp430为3.3v,我要切换的设备为5伏。我的印象是,我可以通过打开msp430上的引脚来施加电流,从而使用2n3904晶体管代替按钮,从而使电流从集电极流向发射器,并希望“按下”按钮。

这是我目前的设定

但是,打开引脚不会激活电路。当连接板上LED的跳线时,可以验证该引脚是否正常工作。同样,当我使用电线将5v从集电极连接到基极时,我可以激活晶体管。

我还缺少其他什么信息来解决这个问题?提前致谢

编辑:阅读评论后,在基极和IO引脚之间添加4.6k电阻并将3v接地和5v接地连接使我能够控制晶体管而没有任何明显的问题。谢谢!



如果您将5V连接到基座,同时将其连接到MSP430 ... uC引脚,则可能损坏了uC。同样,将5V正确连接到晶体管基极可能会损坏或破坏晶体管。Vbe结通常在约0.6V至0.8V的电压下工作。实际电压由晶体管“设置”,并基于通过(通常)电阻器提供的电流。正如里卡多所说,10k电阻应该是正确的。如果不起作用,则可能损坏了uC引脚(或更多)。
罗素·麦克马洪

我怀疑微控制器引脚是否损坏。一个MSP430输出引脚的短路电流看起来约为45mA,我认为这不会损害微控制器或晶体管。由于控制器是3.3V器件,因此功耗约为100mW,因此基极-发射极的功耗约为40mW。
Joe Hass 2014年

下面给出的答复似乎假设您要执行的操作是低压侧开关,是这种情况吗?您要更换的按钮如何接线?是否将Vcc(5v)连接到其驱动的电路或接地?
alexan_e 2014年

1
希望您能理解原理图的困惑。将5v连接到集电极而没有显示它来自上拉电阻器或您尝试替代的下拉按钮并不能帮助我们理解问题以寻求帮助。下次请在原理图中包括所有相关组件。
alexan_e 2014年

Answers:


8

看来您需要在输出引脚和晶体管基极之间加一个限流电阻(为简便起见,假设您没有故意省略它)。如果没有电阻,则将输出引脚设置为高电平时,会导致接地短路。如果尚未这样做,可能会损坏该引脚。

我猜想一个10K的电阻就能做到。这就是我在ATmegas和ATminis上使用的方式。但是请检查您的MCU数据表以获取适当的值。

认为基极-发射极结已经具有某种限流特性是一个普遍的错误,但事实并非如此。它具有非常低的阻抗。我通常将其视为普通线。这可以帮助我避免此类错误。同样适用于集电极-发射极结。

顺便说一下,您的集电极-发射极路径没有限流电阻或负载。小心! 


感谢您的回答。我应该补充一点,在我尝试与之连接的按钮之前,集电极侧有一个4.6k电阻。另外,由于我没有很多可用的电阻器选择,我可以使用的电阻器范围也很广,我目前只是从我周围铺设的几块PCB中抢修零件。谢谢!
Strayermm

1
我猜您可以使用从1K到10K的任何电阻,但是您应该阅读数据表以确保。寻找输出引脚可以提供的最大电流,然后使用V = Ri计算电阻,以使电流不超过该值的一半。这是因为最大值通常太多。
里卡多

是数据表链接,但我不确定它是否适用于您的MCU。
里卡多2014年

好吧,您的MCU困扰我。我对AVR的ATmega328和ATtiny85更为熟悉,它们通常每个输出可提供高达20mA的电流,每个MCU总共可提供100mA的电流。您的源似乎少于此,因此我将使用5K及以上的电阻。但是最好等待经验丰富的用户的指导。
里卡多2014年

使用MSP430,我成功使用了10K欧姆的电阻器。该球场中的任何事物都应该起作用。
mouseas 2014年

6

您的电路只能用作低压侧开关,这意味着它应该连接到负载的接地侧,例如

低侧NPN开关

如果我理解正确,那么您想做一个高端开关(连接到负载的Vcc端)。在这种情况下,您需要将PNP用作

使用NPN转换器的高端PNP

(我为类似的问题制作了原理图,所以不要介意9V电源,对于5V也是一样的)

请阅读我对Arduino,NPN和共阴极RGB的答复


1
我能知道R3的意义是什么吗?
xmen

4
@ xmenW.K。Q3关断时,Q2的集电极-基极电容会减慢开关速度,因此R3可以通过将基极拉高来加快关断速度。另一个原因是要消除Q2的泄漏电流,这可能会使晶体管导通。它还会分流可能使晶体管导通的噪声信号。
alexan_e 2015年

4

除了Ricardo提到的限流电阻外,您还需要确保3.3v MSP430和5V器件都接地。这将使MSP430的0V与5V器件的0V电位相同。

我这个周末刚刚完成一个项目,在该项目中,我使用MSP430 G2553来控制一台廉价晶体管晶体管相机的电源和功能按钮,并且遇到了同样的问题。我必须添加限流电阻,并且必须确保晶体管的发射极和集电极正确连接到按钮。在添加电阻之前,电源按钮/晶体管似乎可以正常工作,但实际上我一直在通过晶体管短路,并且相机直接读取MSP430引脚上的高电平。

作为参考,我几天前的问题

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.