題:
為什麼要用一個共同的發射器來驅動LED?
Phil Frost
2013-02-13 04:12:32 UTC
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我看過針對初學者的教程,提出了在沒有足夠電流驅動的情況下從某個東西驅動LED的方法是:

schematic A
(選項A)

但是為什麼不這樣做:

schematic B
(選項B)

選項B似乎比選項A有一些優勢:

  • 更少的組件
  • 晶體管不飽和,從而導致更快的關斷
  • 在LED中充分利用了基極電流,而不是使基極電阻溫暖

,選項A的優勢似乎很少:

  • 使負載更靠近供電軌

,但是當Vcc明顯大於LED的正向電壓時,這幾乎無關緊要。因此,鑑於這些優點,為什麼選擇選項A更好?我忽略了什麼?

這是一個無效的問題,因為它是基於錯誤的假設,或者至少沒有證據表明該問題所基於的前提。我經常把LED放在發射器腳上。當有足夠的電壓可用時,我將電阻放在發射極上,將LED放在集電極上。這就造成了電流吸收,因此只要電源電壓足夠高以達到總電壓,電源電壓就無關緊要,而不會引起過多的耗散。這是處理變化的貨源的好方法。修復,我將撤消-1。
@OlinLathrop我想我會在這裡備份Phil,說我不記得上次看到在線的LED驅動電路原理圖了,它是一個射極跟隨器。對於祖傳證據,在Google圖片中搜索“ LED驅動器原理圖”會產生普通發射極和開關模式解決方案的組合。
-1
@OlinLathrop由於[this](http://xkcd.com/386/),您必須寫一個答案。
順便說一句,大多數電氣工程師根本不會使用雙極結型晶體管。如果使用N溝道MOSFET接地,那麼所有這些問題都會消失。您可以在LED的前面或後面放置電阻,沒關係。
電路A有一個未提及的優點:只需較低的邏輯電壓即可驅動晶體管。您可以成功地從1.2 V邏輯驅動它,而根據LED正向電壓,電路B甚至不能在3.3 V邏輯下工作。這並沒有削弱電路B的優點,這已經被很好地描述了。
五 答案:
W5VO
2013-02-13 04:53:40 UTC
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我認為選項A的“陷阱”更少。我會向電子技術水平不高的人推薦選項A,因為沒有太多可以阻止它工作的因素。為了使選項B可行,必須滿足以下條件:

  • \ $ V_ {CC_ {LED}} \ $必須等於\ $ V_ {CC_ {CONTROL}} \ $
  • \ $ V_ {CC} \ $必須大於\ $ V_ {f_ {LED}} + V_ {BE} \ $
  • 這是BJT設備獨有的拓撲

這些條件並不像它們最初看起來的那樣普遍。例如,在第一個假設下,這排除了與邏輯電源分開的負載的任何輔助電源。當您開始談論\ $ V_f \ $> 3.0 V的藍色或白色LED以及控制器的電源電壓低於5.0 V時,它也開始限制單個LED的\ $ V_ {CC} \ $值。認為另一件事是,如果您想消除基極電流,就不能用MOSFET真正替代選項B中的BJT。

另外,計算起來更複雜(略有限制,但仍然)您的負載電阻。使用選項A,您可以使用類似的類比,例如“考慮使晶體管像開關一樣工作”。這很容易理解,然後您可以使用熟悉的方程式來計算\ $ R_ {load} \ $。

\ $ R_ {load} = \ dfrac {V_ {CC} -V_ {f_ { LED}}} {I_ {LED}} \ $

將其與選項B的需求進行比較,難度略有增加:

\ $ R_ {load} = \ dfrac {V_ {CC} -V_ {f_ {LED}}-V_ {BE}} {I_ {LED}} \ $


將這一點與選項優勢相結合B經常是不需要的。除了減少零件數量外,選項A的基本電流不應使功耗增加超過10%,並且LED很少(無定性猜測)足夠快地驅動BJT飽和。

如果要在第二個方程式中包含V_be,那麼公平地說,您需要在第一個方程式中包含V_ce(sat)。
@DaveTweed當然,您仍然具有Vce,但在飽和狀態下它可能小於0.1V。LED的正向壓降或電源的變化可能很大。我認為這是計算的障礙,可以放心地忽略它。但是,當面對低Vf LED(紅色,IR)或低電源電壓時,Vbe非常重要,因為它要大得多。我能想到的情況很重要,但沒有一個射極跟隨器也能正常工作的情況。
我不知道您是否可以說BJT獨有-MOSFET也可以用作源極跟隨器,但我想BJT在大多數方面都做得更好。
@PhilFrost也許最好說它特別*適合* BJT。 MOSFET在相同的基本輸入配置和電路拓撲結構下不會給您相同的行為。這並不是說您無法使其正常運行,但它並不等效。
Dave Tweed
2013-02-13 04:36:47 UTC
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選項“ B”的一個更好的變化是將LED與集電極串聯,而電阻與發射極串聯。

schematic

模擬該電路 –使用 CircuitLab sup>

創建的原理圖將晶體管變成受控的電流吸收器,其中電流由電阻兩端的基準電壓負V BE sub>確定。基本電壓通常來自微控制器的數字輸出,該數字輸出由調節器提供,因此其值受到嚴格控制。例如,如果您使用3.3V邏輯,並具有270Ω電阻,那麼您將通過LED獲得10 mA的電流。

LED的陽極(甚至一長串LED) )由更高的電壓饋電(甚至不需要調節),並且LED兩端沒有出現的任何壓降都會出現在晶體管兩端。

我想我正在考慮只有+ 5V電源可用的情況,但這是一個好點,當可用的電壓高於邏輯電壓時。我想人們總是可以在基極上加電阻來製成分壓器,並且零件數與選項A相同。
@Dave您能否添加示意圖以顯示選項“ B”的變化?對視覺會有幫助。
我剛剛做了@JYelton。希望我做對了。
helloworld922
2013-02-13 04:25:09 UTC
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選項B要求將控制信號的電壓升高到比LED降壓加上基極/發射極降壓高的電壓。如果您的控制驅動器能夠在高於LED壓降加上晶體管基極/發射極壓降的電壓下工作,那麼選項B將有效。

選項A可以輕鬆驅動任何驅動器假設您的電源軌足夠高並且您沒有達到基極/集電極擊穿電壓,那麼LED的下降電壓。

還要記住,如果您打算串聯驅動多個LED,則必須將所有LED的下降電壓。

鑑於TTL輸出拉高的能力有限,當時的選項A是最安全的。今天的教育者可能正在學習...
Joan
2013-02-13 04:43:47 UTC
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選項A是一個簡潔的ON / OFF開關。當BJT飽和時,LED電流基本上取決於Vcc和R3,因此LED將具有恆定的亮度。

選項B是“發射極跟隨器”,使LED電流取決於輸入電壓,就像VE為Vin -0.7。

如果要控制LED電流和亮度,則選項B很好。但大多數情況下,最好使用選項A和PWM方案(更準確)

為什麼選項B不太適合PWM控制?我認為它更適合。除其他事項外,選項B不顯示[存儲延遲](http://en.wikipedia.org/wiki/Bipolar_junction_transistor#Turn-on.2C_turn-off.2C_and_storage_delay)。
菲爾,在一般的PWM頻率下,存儲延遲通常可以忽略不計,尤其是如果我們想要控制LED的亮度,那麼幾kHz就可以了。其次,PWM驅動器通常是可以在3V3或更低電壓下運行的微控制器(在5V電壓下已經很少)。您可能沒有足夠的電壓來驅動EF配置。
Olin Lathrop
2013-02-13 06:12:24 UTC
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我不相信您的隱含假設,即通常的方法是使用通用發射器配置。但是,讓我們假設這是真的。值得一提的是,不應該採用各種方法的優點,因為這不是您的問題。

我認為原因是,通用發射極配置在概念上很明顯,並且僅此而已。 。請記住,誰在您“在某處的互聯網上看到”中寫了這類建議。使用適用於特定設計的任何方法而沒有想到的人,即使是這個問題,也不會考慮編寫有關如何驅動LED的網頁。只是花了兩天的時間弄清楚了傳輸器的哪條腿是收集器,發射器和基本物體,然後花了一周的時間讓微控制器代碼使LED閃爍,從而自豪地發布 Looky在我的世界裡,我確實讓我的LED閃爍了!!! i>對於那些人來說,從概念上講,常見的發射器配置是顯而易見的。

常見的發射器有點像使用雙極的典型案例。晶體管。晶體管如何提供放大更為明顯。對於新手,發射極跟隨者,甚至更糟的是,使用雙極性作為受控電流吸收器,聽起來像是高級概念。

您能否將第二段替換為第三段,然後再解釋一下什麼使BJT成為“受控電流吸收器”?這將使您的答案更有價值。謝謝。
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