晶體管可以用作開關和放大器,并且在電路中起到很大的作用。那么我們?nèi)绾芜B接晶體管,才能使其用作電路中的開關?
首先,為什么晶體管在電路中被用作開關?
有很多不同種類的開關,以下陳列的是各種開關:按鈕開關,翹板開關,滑動開關,DIP開關,按鍵開關,撥動開關,刀開關,它們的功能與晶體管相同,它們在電路中連接到開關輸出側(cè)的負載,下面的電路使用單刀開關來打開或關閉負載(LED)。
如果以上這些開關具有相同的用途,那么為什么晶體管經(jīng)常被用作電路中的開關呢?
原因是晶體管是電氣開關。
與上面的機械開關不同,晶體管通過電流來導通或截止。機械開關,例如單刀開關,按鈕開關,需要人工進行開關。但是,晶體管的開啟和關閉不是通過人為干預,而是通過電流來控制。
兩者都有自己的用途。機械開關通常在電子電路的外部使用,在這種情況下,人們需要控制各種功能,例如用于打開或關閉設備的ON-OFF開關,音量控制等。
當我們只想通過晶體管的通斷狀態(tài)來接通或關斷器件時,就使用晶體管。作為晶體管完美地用作電氣開關的主要示例,我們將在下面介紹。
如何將晶體管作為電路中的開關進行連接?
現(xiàn)在我們知道了為什么將晶體管用作開關,現(xiàn)在我們討論如何連接晶體管以在電路中用作開關。
晶體管是三引腳器件,由雙極結(jié)型晶體管(BJT)的基極,集電極和發(fā)射極組成。發(fā)射極是第一引腳,基極是中間引腳,集電極是第三引腳。
為了將晶體管作為電路中的開關連接,我們將將晶體管導通的設備的輸出連接到晶體管的基極。發(fā)射極將連接到電路的接地端。集電極將連接到晶體管將導通的負載和電路的電源電壓。
該電路中有幾個不同的部分。檢測運動的部分是PIR運動傳感器。當此傳感器檢測到運動時,它將運動能量轉(zhuǎn)換為電流。許多電子設備都這樣做。它們將機械轉(zhuǎn)換為電流。PIR運動傳感器可以做到這一點。一旦檢測到運動,便將電流輸出到其引腳3的輸出引腳。由于此輸出為電流,因此可用于導通晶體管。
由于PIR運動傳感器輸出電流,并且晶體管是開關,因此它是與晶體管工作的理想開關。機械開關是人需要按下操作時使用的開關,晶體管是電流接通時的開關。因此,當我們希望電流控制電路中開關的狀態(tài)時,可以使用晶體管。
當PIR傳感器未檢測到運動時,它不輸出電流,因此晶體管不會導通。當晶體管的基極沒有接收到足夠的電流時,沒有電流可以從發(fā)射極流到集電極為負載供電,在這種情況下,負載是電動機。
即使晶體管的集電極需要正電壓(對于NPN晶體管)才能工作,它也不會僅僅因為有電壓而導通。這是因為當晶體管沒有接收到足夠的基極電壓時,它會充當開路。當晶體管開路時,沒有電流可以流到地。因此,提供給直流電動機的+ 9V直流電壓沒有電勢。電動機兩端的電壓均為+ 9V。只有當晶體管導通并且電流可以流到地時,才有確定的電位。
當運動檢測器檢測到運動時,它會從其輸出引腳輸出電流到晶體管的基極。該電流使晶體管導通,因此晶體管現(xiàn)在可以為其負載(即電動機)供電。在該電路中,晶體管充當開關和放大器。如果使用PNP晶體管,則將負電壓提供給集電極。