三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器這些“陷阱”要小心！

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器這些“陷阱”要小心！ 蜂鳴器是我們在電路設(shè)計(jì)中使用的最常見的一種預(yù)警發(fā)聲器件，我們常使三極管的工作于開關(guān)狀態(tài)來驅(qū)動(dòng)它。然而越簡潔的電路，許多人在設(shè)計(jì)時(shí)往往越簡單忽視細(xì)節(jié)，導(dǎo)致實(shí)際電路中蜂鳴器不發(fā)聲、稍微發(fā)聲和亂發(fā)聲的狀況發(fā)生。 我們在數(shù)字電路設(shè)計(jì)的中經(jīng)常用三極管的開關(guān)特性把數(shù)字信號(hào)的“1”和“0”來轉(zhuǎn)化成實(shí)際電路中的“通”和“斷”，來驅(qū)動(dòng)一些蜂鳴器、數(shù)碼管、繼電器等需要較大電流的器件。然而在使用的過程中，假如不在意細(xì)節(jié)，三極管就可能無法工作在正常的開關(guān)狀態(tài)。最終無法達(dá)到預(yù)期的效果，有時(shí)就是由于這些小小的錯(cuò)誤而導(dǎo)致重新打板，導(dǎo)致鋪張。 這里我把

2、自己使用三極管的一些閱歷以及一些常見的誤區(qū)給大家共享一下，在電路設(shè)計(jì)的過程中可以削減一些不必要的麻煩。我們來看幾個(gè)三極管做開關(guān)的常用電路畫法。蜂鳴器我們選擇了常用的蜂鳴器。 圖1 例：圖一中a電路中三極管我們選擇了2N3904三極管，2N3904是現(xiàn)在常用的NPN三極管。其耐壓值40V，Pcm=400mW，Icm=200mA，=100-400。蜂鳴器LS1接在三極管的集電極，驅(qū)動(dòng)信號(hào)取5V，電阻根據(jù)閱歷可以取4.7K。假設(shè)三極管放大倍數(shù)為100，蜂鳴器的工作電流為20mA，即Ic=20mA。Ib=Ic/=0.2 mA。當(dāng)基極電流大于0.2 mA時(shí)，蜂鳴器均可正常發(fā)聲。a電路中的基極電流Ib=(

3、5V-0.7V)/4.7K=0.9mA，大于0.2 mA，可以使蜂鳴器正常發(fā)聲。b 電路用的是2N3906三極管，PNP型，同樣把蜂鳴器LS2接在三極管的集電極，驅(qū)動(dòng)信號(hào)是5VTTL電平。由于2N3906其他參數(shù)和2N3904基本全都，因此計(jì)算過程不再贅述。以上這兩個(gè)電路圖都可以正常工作。 圖2 圖二的兩個(gè)電路和圖一相比，把蜂鳴器接在了三極管的放射極。在c電路，假設(shè)基極電壓為5V，基極電流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K，其中UL為蜂鳴器上的壓降。如 果UL比較大，那么相應(yīng)的Ib就小，很有可能Ib0.2mA，Ic20mA，無法驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。有人認(rèn)為把R3的阻值減小，Ib就可以變大，大于

4、0.2 mA時(shí)，蜂鳴器就可以正常工作。但是蜂鳴器的壓降很難獲知，而且有些蜂鳴器的壓降可能變動(dòng)，這樣一來基極電阻阻值就很難選擇，阻值選擇太大就會(huì)驅(qū)動(dòng)失敗，選擇太小，損耗又變大。d電路也會(huì)消失同樣的問題，所以不建議選用圖二的這兩種電路。 圖3 圖三這兩個(gè)電路，電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為3.3VTTL電平，常消失在3.3V的MCU電路設(shè)計(jì)中，假如不留意就很簡單就設(shè)計(jì)出這兩種電路，而這兩種電路都是錯(cuò)誤的。 先分析e電路，這是典型的“放射極正偏，集電極反偏”的放大電路，或者叫射極輸出器。當(dāng)PWM信號(hào)為3.3V時(shí)，Ib=(3.3V-0.7V- UL)/4.7K，會(huì)消失和圖2中c電路中一樣的狀況。 f電路也是一個(gè)很失敗的電路，首先這個(gè)電路導(dǎo)通是沒有問題的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為0V時(shí)，蜂鳴器可以正常動(dòng)作。然而這個(gè)電路是無法關(guān)斷的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM為3.3V高電平的時(shí)候，Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube0.7V，三極管仍可以導(dǎo)通，于是蜂鳴器會(huì)始終響。那這個(gè)問題有方法解決嗎?有，假如你的MCU支持OD(開漏)驅(qū)動(dòng)方式，可以在開漏輸出后用上拉電阻把電平拉到5V，這樣 Ube=5V-5V=0V, Ube0.7V,三極管就可以正常的關(guān)斷了。 總結(jié)： 三極管作為開關(guān)器件，雖然驅(qū)動(dòng)電路很簡潔，要使電路工作更加穩(wěn)定牢靠，