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微控制器中使用三極體驅動蜂鳴器

【背景知識】

NPN型三極體,由三塊半導體構成,其中兩塊N型和一塊P型半導體組成,P型半導體在中間,兩塊N型半導體在兩側。PNP型三極體,是由兩塊P型半導體中間夾著一塊N型半導體所組成的三極體,所以稱為PNP型三極體。也可以描述成,電流從發射極E流入的三極體。三極體最主要的功能就是電流放大和開關作用。

三極體最基本的作用就是放大作用,它可以把微弱的電訊號變成一定強度的訊號,當然這種轉換仍然遵循能量守恆定律,它只是把電源的能量轉換成訊號的能量。三極體有個重要引數就是電流放大係數β

當三極體的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化,並且基極電流很小的變化就可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極體的放大作用。

蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器,採用直流電壓供電,廣泛用於計算機、印表機、影印機、報警器、電子玩具、汽車電子裝置、電話機、定時器等電子產品中作為發聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種型別。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示。

【電路圖】

使用PNP型三極體驅動蜂鳴器的電路圖如下圖所示:

R2為限流電阻,D1二極體稱為續流二極體。

蜂鳴器是感性器件,當三極體導通給蜂鳴器供電時,就會有導通電流流過蜂鳴器。電感的一個特點就是電流不能突變,導通時電流是逐漸增大的,這點沒問題,但是當關斷時,經“電源-三極體-蜂鳴器-地”這條迴路就截斷了,過不了任何電流,儲存的電流經D1和蜂鳴器自身的環路來消耗掉,避免了關斷時由於電感電流造成的反向衝擊,接續關斷時的電流。

使用NPN型三極體驅動蜂鳴器的電路圖如下圖所示:

 

在使用NPN型三極體驅動蜂鳴器時,不能將蜂鳴器接到發射極,如果串接在發射級上,蜂鳴器會產生負反饋,這有可能會導致三極體不能進入飽和導通狀態,影響蜂鳴器正常鳴響。

在上圖中,R1和R3起限流作用,R2起下拉作用,如此可以提高三極體的關斷速度。工作中三極體是處於截止狀態或飽和導通狀態,即管子的非線性應用。

在電路關斷之後,三極體be段端電壓由0.7V緩慢下降,三極體沒有完全關斷,且處較長時間放大狀態,會損壞三極體,所以需要加一個下拉電阻R2。

若是R2的阻值過大,會導致Vbe太大,也會損壞三極體。若是R2的值應該是剛好使三極體導通狀態,電阻過小,會導致整體電路損耗加大。