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模块配套元件常见用法(4)三极管,下篇

发布于:2021-7-16 基础知识 0条评论 361 views

三极管在模块周边的常见用法

目前合宙Air系列模块周边电路能使用到的三极管主要是小功率开关三极管,常用的信号有NPN型的S8050,2N3904,9013,PNP型的S8550,9014等。 用途主要为功率驱动和电平转换,下面我一一做介绍。

1)三极管用作驱动LED

720SL的输出高电平为1.8V,使用一个三极管可以进行放大,使控制电压达到4V左右,从而使所有颜色发光管正常发光,下面是基本原理

GPIO口(图中为NETLED)输出高电平时,三极管导通,集电极输出低电平,三极管饱和,从而使LED获得电压。 图中的电阻取值适合绝大多数的发光管,三极管型号为8050,9014,3904等任意NPN型的三极管。

2)三级管用作电平转换电路

无论是2G的Air2XX系列模块还是4G的Air7XX系列模块,串口的电平转换电路都是不可或缺的,目前Air202/Air208/Air800等模块的UART口电压均为2.8V,Air7XX等模块的UART口电压为1.8V,下面以Air720SL硬件文档上推荐的电路为例分析一下串口电平转换电路

图中Air720是采用1.8V电平,MCU为3.3V电平,TXD这一路需要增加一枚2N3904作为电平转换电路,当Air720的TXD输出高电平时,2N3904的基极电位和T发射极电位基本相同,三极管截止,集电极为高阻状态,通过R15的上拉作用,MCU获得3.3V的高电平。 当Air720的TXD输出低电平的时候,2N3904的基极电位远高于发射极,三极管导通,集电极被拉低到和发射极接近的电位,从而输出给单片机低电平。 这款电路的通用性较强,当单片机的电平低于模块电路时依然有效,具体的工作原理与上述逻辑分析相同,就不再敷述了。

3)三极管驱动继电器

在很多电路里,我们需要用GPIO端口驱动控制一个继电器吸合或者断开,这个电路的基本原理和驱动LED接近,但是因为继电器的工作电流较大,对于原件参数的选取就稍微苛刻一点,下面我们以一个电路为例详细计算一下。

假定GPIO输出高电平3.3V,G101采用S8050,hFE为典型值100。 VBE=0.7V 则 IBE=(3.3-0.7)/2000=1.3mA, ICE(Max)=1.3X100=130mA, 考虑温度及元器件参数变化,大致可以推动一个最大80mA的5V继电器吸合,常见的型号有松乐SRD-05V。

三极管的用法还有很多,但是受到更优越的MOS管的挑战,在模块周边的应用场景中不少地方都被MOSFET所替代。 等以后我再慢慢介绍。

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