负电阻_三极管单管震荡电路

0、前言

看了Neo老师的课程,好奇,自己试了一试,折腾之后成功演示出来了,在此记录。

视频链接:电子元器件042-【术语解析】Negative Resistance,负电阻是什么?-Neo_哔哩哔哩_bilibili

1、负电阻

负电阻并不是说器件的电阻值是负的,而是在一段时间内,随着电压的增加电流下降的现象,指的是动态电阻,如下图伏安特性曲线上bc之间。

整个这个伏安特性曲线,是描述隧道二极管的。

2、三极管单管震荡电路

2.1、原理

电源给电容充电,冲到一定的电压使得三极管反向击穿。

【三极管反向击穿的时候,会表现出负阻特性,也就是电压大电流小,电压小电流大】

反向击穿,LED被点亮,然后电容放电电压减小,电流增大,LED逐渐变亮;

当放电到三极管不击穿了,LED就会突然熄灭;

电容又开始充电,接着三极管又被反向击穿,如此重复.......

2.2、实践

一开始用的是9V的电源,没出效果,然后想想三极管得反向击穿,又找了个电压高点的12V电源;

换了12V的电源之后,还是不行,又换了几种三极管。【淘宝凑单买的常见三极管包,就这样被我找出来派上用场了】

有一些三极管接上是常亮的,S8050、9013;还有一些是不亮的;最后一个2N3904成功了。

下图中标出的元器件参数是可以出效果的,感兴趣的试试。

效果:LED闪烁,具体就是LED逐渐变亮-熄灭,循环。

下图是Uc的实测波形,最小值大约2.5V,最大值大约3.5V。

LED的压降,我测了是2.6V,所以最小值那一段是不亮,然后大于LED压降就亮,到最亮之后熄灭;从波形也能看出有逐渐变亮的趋势,不是很明显。

 

### 关于三极管和MOSFET组成的开关电路设计 #### 设计原则 在涉及三极管和MOSFET作为开关元件的应用中,两种器件的选择取决于具体应用场景的需求。对于低电压、高频率操作场景,通常更倾向于采用MOSFET来实现高效能的开关功能[^1]。 当使用MOSFET构建开关电路时,在栅极串联适当值(如10Ω)的电阻可以有效地抑制可能产生的振荡现象,并且如果存在多个并联使用的MOSFET,则每一个都应该在其栅极连接相同大小的电阻以确保稳定工作性能。 而对于某些特定条件下需要较小电流驱动能力的情况,NPN或PNP类型的双极型晶体管(即所谓的“三极管”),则可能是更好的选择。这类晶体管通过基极电流控制集电极与发射极之间的导通状态来进行开关动作。 #### 工作原理概述 在一个典型的由三极管和MOSFET共同构成的复合开关电路里: - **信号输入阶段**:外部逻辑信号被施加到三极管的基极端子上; - **放大作用**:由于三极管具有较高的增益特性,微弱的变化就能引起较大的输出变化,从而使得后续级联的MOSFET能够接收到足够的门限电压开启或关闭; - **功率传输部分**:一旦MOSFET进入饱和区,它就相当于一个闭合的开关,允许载电流自由流动而不受任何显著碍;反之亦然,当处于截止区域时,几乎完全止了电流流通路径的存在。 这种组合方式不仅充分利用到了各自的优势——比如三极管易于线性调制而MOSFET适合处理大功率场合下的快速切换任务——而且还能简化整体结构复杂度以及提高效率。 #### 应用实例分析 考虑到实际应用中的需求差异很大,这里给出一种较为常见的配置形式用于说明如何利用这两种不同特性的半导体器件协同完成开关作业的任务。假设目标是要创建一个DC/DC转换器内的同步降压斩波器拓扑结构,其中涉及到两个主要组件:一个是责接收PWM脉宽调制指令并将之转化为相应高低电平序列去激活另一个更大容量的场效应管。 在这种情况下,前级的小信号三极管充当着预驱动的角色,而后端的大尺寸MOSFET则是真正的执行者,承担起绝大部分的工作荷。为了保证整个系统的稳定性,还需要注意一些细节上的安排,例如合理布局PCB走线减少寄生参数影响、选用合适的外围元器件配合主控芯片正常运作等措施。 ```circuitikz \begin{circuitikz} % Define nodes and components here. \draw (0,0) node[nmos](Q1){}; \node[left=of Q1.G] {$V_{gs}$}; \node[right=of Q1.D] {Drain}; \node[below=of Q1.S] {Source}; \draw (-2,-1) to[R=$R_b$, *-*] ++(0,2); \draw (-2,1) --++(-1,0)--++(0,-3); \draw (-3,-2) node[npn, anchor=B](Q2){} (-4,-2) node[left]{Base} (-3,-3.5) node[ground]{}; \draw (Q2.C) |- (Q1.G); % Add labels or other elements as needed. \end{circuitikz} ``` 上述图示展示了一个简单的基于三极管-MOSFET耦合机制形成的开关单元模型。请注意这只是一个示意性质的例子,真实项目开发过程中还需考虑更多因素才能达到最优效果。
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