三极管驱动蜂鸣器这些误区要当心-KIA MOS管

三极管驱动蜂鸣器

蜂鸣器是我们在电路设计中使用的最常见的一种预警发声器件,我们常使三极管的工作于开关状态来驱动它。然而越简单的电路,很多人在设计时往往越容易忽略细节,导致实际电路中蜂鸣器不发声、轻微发声和乱发声的情况发生。

我们在数字电路设计的中常常用三极管的开关特性把数字信号的“1"和“0”来转化成实际电路中的“通“和“断”,来驱动一些蜂鸣器、数码管、继电器等需要较大电流的器件。

然而在使用的过程中,如果不在意细节，三极管就可能无法工作在正常的开关状态。最终无法达到预期的效果,有时就是因为这些小小的错误而导致重新打板,导致浪费。

这里把三极管的一些经验以及一些常见的误区给大家分享一下 ,在电路设计的过程中可以减少一些不必要的麻烦。我们来看几个三极管做开关的常用电路画法。蜂鸣器我们选择了常用的蜂鸣器。

例:图一中a电路中三极管我们选择了2N3904三极管，2N3904是现在常用的NPN三极管。其耐压值40V , Pcm=400mW，Icm=200mA, β=100-400。蜂呜器LS1接在三极管的集电极,驱动信号取5V ,电阻按照经验可以取4.7K。

假设三极管放大倍数为100 ,蜂鸣器的工作电流为20mA,即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA。当基极电流大于0.2 mA时,蜂鸣器均可正常发声。a电路中的基极电流Ib= ( 5V-0.7V ) 14.7K=0.9mA,大于0.2 mA,可以使蜂鸣器正常发声。

b电路用的是2N3906三极管, PNP型 ,同样把蜂鸣器LS2接在三极管的集电极,驱动信号是5VTTL电平。由于2N3906其他参数和2N3904基本一致，因此计算过程不再赘述。以上这两个电路图都可以正常工作。

图二的两个电路和图一相比,把蜂鸣器接在了三极管的发射极。在c电路,假设基极电压为5V,基极电流lb= ( 5V-0.7V-UL )/4.7K ,其中UL为蜂鸣器上的压降。如果UL比较大,那么相应的Ib就小,很有可能Ib<0.2mA，Ic <20mA ,无法驱动蜂鸣器。

有人认为把R3的阻值减小, Ib就可以变大,大于0.2 mA时,蜂鸣器就可以正常工作。但是蜂鸣器的压降很难获知,而且有些蜂鸣器的压降可能变动,这样一来基极电阻阻值就很难选择,阻值选择太大就会驱动失败,选择太小,损耗又变大。d电路也会出现同样的问题,所以不建议选用图二的这两种电路。

图三这两个电路,电路的驱动信号为3.3VTTL电平,常出现在3.3V的MCU电路设计中,如果不注意就很容易就设计出这两种电路,而这两种电路都是错误的。

先分析e电路,这是典型的“发射极正偏,集电极反偏”的放大电路,或者叫射极输出器。当PWM信号为3.3V时, Ib= ( 3.3V-0.7V- UL )/4.7K ,会出现和图2中c电路中一样的情况。

电路也是一个很失败的电路，首先这个电路导通是没有问题的,当驱动信号为0V时,蜂鸣器可以正常动作。然而这个电路是无法关断的,当驱动信号PWM为3.3V高电平的时候，Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube>0.7V ,三极管仍可以导通,于是蜂鸣器会一直响。

那这个问题有办法解决吗?有,如果你的MCU支持OD (开漏)驱动方式,可以在开漏输出后用上拉电阻把电平拉到5V ,这样Ube=5V-5V=OV, Ube<0.7V,三极管就可以正常的关断了。

总结:

三极管作为开关器件，虽然驱动电路很简单,要使电路工作更加稳定可靠,还是不能掉以轻心。为了避免出错,建议是优先采用图一的电路,尽量不采用图二的电路,避免使用图三的工作状况。

实用推荐电路如下:

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