西門子控制器6ES7315-2EH14-0AB0

一旦輸入電壓由高準位降回零電壓準位時，電容器會在極短的時間內(nèi)即令基射極接面變成反向偏壓,，而使三極管開關(guān)迅速切斷,，這是由于電容器的左端原已充電為正電壓，如圖6-9所示,，因此在輸入電壓下降的瞬間,，電容器兩端的電壓無法瞬間改變?nèi)詫⒕S持于定值，故輸入電壓的下降立即使基極電壓隨之而下降，因此令基射極接面成為反向偏壓,，而迅速令三極管截止,。適當?shù)倪x取加速電容值可使三極管開關(guān)的切換時間減低至幾十分之微秒以下，大多數(shù)的加速電容值約為數(shù)百個微微法拉(pF) ,。
    有時候三極管開關(guān)的負載并非直接加在集電極與電源之間,，而是接成圖8的方式，這種接法和小信號交流放大器的電路非常接近,，只是少了一只輸出耦合電容器而已,。這種接法和正常接法的動作恰好相反，當三極管截止時,，負載獲能,，而當三極管導(dǎo)通時，負載反被切斷,，這兩種電路的形式都是常見的,，因此必須具有清晰的分辨能力。
   

    圖8 將負載接于三極管開關(guān)電路的改進接法

    圖騰式開關(guān)(Totem-pole switches)
    假使圖8的三極管開關(guān)加上了電容性負載(假定其與RLD并聯(lián)) ,，那么在三極管截止后,，由于負載電壓必須經(jīng)由RC電阻對電容慢慢充電而建立，因此電容量或電阻值愈大,，時間常數(shù)(RC) 便愈大,，而使得負載電壓之上升速率愈慢，在某些應(yīng)用中,，這種現(xiàn)象是不容許的,，因此必須采用圖9的改良電路。
   

    圖9 圖騰式三極管開關(guān)

    圖騰式電路是將一只三極管直接迭接于另一三極管之上所構(gòu)成的,，它也因此而得名,。欲使負載獲能，必須使Q1三極管導(dǎo)通,，同時使Q2三極管截斷,，如此負載便可經(jīng)由Q1而連接至VCC上，欲使負載去能,，必須使Q1三極管截斷,，同時使Q2三極管導(dǎo)通，如此負載將經(jīng)由Q2接地,。由于Q1的集電極除了極小的接點電阻外,，幾乎沒有任何電阻存在(如圖9所示) ，因此負載幾乎是直接連接到正電源上的,，也因此當Q1導(dǎo)通時,，就再也沒有電容的慢速充電現(xiàn)象存在了,。所以可說Q1“將負載拉起"，而稱之為“挽起 (pull up) 三極管",，Q2則稱為“拉下(pull down) 三極管",。圖9左半部的輸入控制電路，負責Q1和Q2三極管的導(dǎo)通與截斷控制,，但是必須確保Q1和Q2使不致同時導(dǎo)通,，否則將使VCC和地之間經(jīng)由Q1和 Q2而形同短路，果真如此,，則短路的大電流至少將使一只三極管燒毀,。因此圖騰式三極管開關(guān)絕對不可如圖6-4般地采用并聯(lián)方式來使用，否則只要圖騰上方的三極管Q1群中有任一只導(dǎo)通,，而下方的Q2群中又恰好有一只導(dǎo)通,，電源便經(jīng)由導(dǎo)通之Q1和Q2短路，而造成嚴重的后果,。
    第三節(jié) 三極管開關(guān)之應(yīng)用
    晶體管開關(guān)最常見的應(yīng)用之一,，是用以驅(qū)動指示燈，利用指示燈可以指示電路某特定點的動作狀況,，亦可以指示馬達的控制器是否被激勵,，此外亦可以指示某一限制開關(guān)是否導(dǎo)通或是某一數(shù)字電路是否處于高電位狀態(tài)。
    舉例而言,，圖10(a)即是利用晶體管開關(guān)來指示一只數(shù)字正反器(flip-flop)的輸出狀態(tài),。假使正反器的輸出為高準位(一般為5伏特) ，晶體管開關(guān)便被導(dǎo)通,，而令指示燈發(fā)亮,，因此操作員只要一看指示燈，便可以知道正反器目前的工作狀況,，而不須要利用電表去檢測,。
    有時信號源(如正反器)輸出電路之電流容量太小，不足以驅(qū)動晶體管開關(guān),，此時為避免信號源不勝負荷而產(chǎn)生誤動作,，便須采用圖10(b) 所示的改良電路,，當輸出為高準位時,，先驅(qū)動射極隨耦晶體管Q1做電流放大后，
   

    圖10(a) 基本電路圖 圖10(b) 改良電路

    再使Q2導(dǎo)通而驅(qū)動指示燈,，由于射極隨耦級的輸入阻抗相當高,，因此正反器之須要提供少量的輸入電流，便可以得到滿意的工作,。
    數(shù)字顯示器圖10(a)之電路經(jīng)常被使用于數(shù)字顯示器上,。
    利用三極管開關(guān)做為不同電壓準位之界面電路
    在工業(yè)設(shè)備中，往往必須利用固態(tài)邏輯電路來擔任控制的工作，有關(guān)數(shù)字邏輯電路的原理,，將在下一章詳細加以介紹,，在此為說明界面電路起見，先將工業(yè)設(shè)備的控制電路分為三大部份﹕(1)輸入部份,，(2)邏輯部份,，(3)輸出部份。
    為達到可靠的運作,，工業(yè)設(shè)備的輸入與輸出部份通常工作于較高的電壓準位,，一般為220伏特。而邏輯部份卻是操作于低電壓準位的,，為了使系統(tǒng)正常工作,，便必須使這兩種不同的電壓準位之間能夠溝通，這種不同電壓間的匹配工作就稱做界面(interface)問題,。擔任界面匹配工作的電路,，則稱為界面電路。三極管開關(guān)就經(jīng)常被用來擔任此類工作,。
    圖11利用三極管開關(guān)做為由高壓輸入控制低壓邏輯的界面電路之實例,，當輸入部份的微動開關(guān)閉合時，降壓變壓器便被導(dǎo)通,，而使全波整流濾波電路送出低壓的直流控制信號,，此信號使三極管導(dǎo)通，此時集電極電壓降為0(飽和)伏特,，此0伏特信號可被送入邏輯電路中,，以表示微動開關(guān)處于閉合狀態(tài)。
    反之,，若微動開關(guān)開啟,，變壓器便不通電，而使三極管截止,，此時集電極電壓便上升至VCC值,，此一VCC信號，可被送入邏輯電路中,，藉以表示微動開關(guān)處于開啟狀態(tài),。在圖11之中，邏輯電路被當作三極管的負載,，連接于集電極和地之間(如圖11) ,，因此三極管開關(guān)電路的R1，R2和RC值必須慎加選擇,，以保證三極管只工作于截止區(qū)與飽和區(qū),，而不致工作于主動(線性) 區(qū)內(nèi),。

    圖11三極管開關(guān)當作輸入部份與邏輯部份之間的界面

西門子控制器6ES7315-2EH14-0AB0

■ 通路：
也叫回路，是指從電源的一端沿著導(dǎo)線經(jīng)過負載最終回到電源另一端的閉合電路,。

■ 開路：
也叫斷路，斷開開關(guān),，電源構(gòu)不成回路,，此時電路中的電流為零。

■ 短路：
負載被導(dǎo)線直接短接或負載內(nèi)部擊穿損壞,，電荷沒有經(jīng)過負載,，直接從正極到達負極，此時流過電路的電流最大,。

■ 串聯(lián)：
若干個元件首尾相接在電路中,，使電流只有一條通路，這種連接方式叫串聯(lián),，如圖電阻R1,、R2 的串聯(lián)電路。

■ 并聯(lián)：
若干個元件首與首連接,、尾與尾連接,，接到一個電源上，這種連接方法叫并聯(lián),，如圖電阻R1,、R2 的并聯(lián)電路