三极管驱动电路与推挽电路错误分析

前段时间，公司来了几个实习生，评审他们设计的电路之后，发现很多低级错误，我挑选两个电路出来分析，目的是为了避免大家犯类似的错误。

电路一、三极管驱动电路

为了描述简单，我们假设驱动LED。

图1 三极管驱动电路

该电路有三个问题：

1.1、PNP三极管无法关闭

图2 PNP三极管无法关闭

当输入低电平时，三极管开通，LED正常点亮。

当输入高电平时，Vbe=5V-3.3V=1.7V＞0.7V，三极管开通，LED正常点亮。

所以三极管无法关闭。

1.2、NPN三极管不能正常工作

 

图3 NPN三极管不能正常工作

  当输入低电平时，三极管关断，LED不亮。

当输入高电平时：

Vbe=3.3V-0.7V=2.6V，三极管开通；

开通后Ve≈5V，Vbe≈3.3V-5V＜0.7V，三极管关闭；

之后不停的自动开关，不能正常工作。

1.3、负载LED位置放错

图4 负载LED位置放错

两个电路的负载LED都接在三极管的集电极，以NPN三极管电路分析：

假设驱动信号高电平为5V，当负载不是LED时，负载上的压降设为UL，

基极电流Ib=（5V-0.7V-UL）/4.7K，

其中UL的大小是不定的，所以基极电流Ib也是不定的，很可能导致三极管无法工作在饱和状态，使得负载无法被驱动。

正确的电路如下（负载放在集电极一侧）：

图5 正确的驱动电路

电路二、推挽电路

该电路设计的是一个推挽电路，主要由一个NPN和一个PNP三极管组成。

图6 错误的推挽电路

该电路主要有两个问题：

2.1、逻辑反

一般的逻辑是输入高电平，输出为高电平；输入低电平，输出为低电平。

当输入高电平12V时，下管Q2导通，

电流走向：Vout→Q2→GND，输出为低电平。

图7 输入高电平，输出低电平

当输入低电平0V时，上管Q1导通，

电流走向：12V→Q1→Vout，输出为高电平。

图8 输入低电平，输出高电平

2.2、有直通风险

如果单独输入0V或12V，那么该电路没有问题。但输入信号是变化的，电压信号高低电平的跳变有过渡的过程。

图9 0~12V高低电平有个跳变过程

所以在中间某个电压，例如输入电压为6V时，上管Q1和下管Q2同时导通（直通），毫无疑问，管子一定会炸。

图10 驱动电压为6V，上下管同时导通

正确的电路如下，分析见文章《基础小结 | 推挽输出和开漏输出》（点击标题查看）

图11 正确的推挽电路

今天的文章就分享到这里，希望对你有帮助。

审核编辑：刘清