蜂鳴器是我們在電路設(shè)計(jì)中使用的最常見的一種預(yù)警發(fā)聲器件，我們常使三極管的工作于開關(guān)狀態(tài)來驅(qū)動(dòng)它。然而越簡單的電路,，很多人在設(shè)計(jì)時(shí)往往越容易忽略細(xì)節(jié),，導(dǎo)致實(shí)際電路中蜂鳴器不發(fā)聲,、輕微發(fā)聲和亂發(fā)聲的情況發(fā)生,。
我們在數(shù)字電路設(shè)計(jì)的中常常用三極管的開關(guān)特性把數(shù)字信號的“1”和“0”來轉(zhuǎn)化成實(shí)際電路中的“通”和“斷”，來驅(qū)動(dòng)一些蜂鳴器,、數(shù)碼管,、繼電器等需要較大電流的器件。然而在使用的過程中,，如果不在意細(xì)節(jié),，三極管就可能無法工作在正常的開關(guān)狀態(tài)。最終無法達(dá)到預(yù)期的效果，有時(shí)就是因?yàn)檫@些小小的錯(cuò)誤而導(dǎo)致重新打板,，導(dǎo)致浪費(fèi),。
這里小編把自己使用三極管的一些經(jīng)驗(yàn)以及一些常見的誤區(qū)給大家分享一下，在電路設(shè)計(jì)的過程中可以減少一些不必要的麻煩,。我們來看幾個(gè)三極管做開關(guān)的常用電路畫法,。蜂鳴器我們選擇了常用的蜂鳴器。
圖1
例：圖一中a電路中三極管我們選擇了2N3904三極管,，2N3904是現(xiàn)在常用的NPN三極管,。其耐壓值40V，Pcm=400mW,，Icm=200mA,，β=100-400。蜂鳴器LS1接在三極管的集電極,，驅(qū)動(dòng)信號取5V,，電阻按照經(jīng)驗(yàn)可以取4.7K。假設(shè)三極管放大倍數(shù)為100,，蜂鳴器的工作電流為20mA,，即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA,。當(dāng)基極電流大于0.2 mA時(shí),，蜂鳴器均可正常發(fā)聲。a電路中的基極電流Ib=（5V-0.7V）/4.7K=0.9mA,，大于0.2 mA,，可以使蜂鳴器正常發(fā)聲。b 電路用的是2N3906三極管,，PNP型,，同樣把蜂鳴器LS2接在三極管的集電極，驅(qū)動(dòng)信號是5VTTL電平,。由于2N3906其他參數(shù)和2N3904基本一致,，因此計(jì)算過程不再贅述。以上這兩個(gè)電路圖都可以正常工作,。
圖2
圖二的兩個(gè)電路和圖一相比，把蜂鳴器接在了三極管的發(fā)射極,。在c電路,，假設(shè)基極電壓為5V，基極電流Ib=（5V-0.7V- UL）/4.7K,，其中UL為蜂鳴器上的壓降,。如 果UL比較大，那么相應(yīng)的Ib就小，很有可能Ib<0.2mA,，Ic<20mA,，無法驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。有人認(rèn)為把R3的阻值減小,，Ib就可以變大,，大于0.2 mA時(shí)，蜂鳴器就可以正常工作,。但是蜂鳴器的壓降很難獲知,，而且有些蜂鳴器的壓降可能變動(dòng)，這樣一來基極電阻阻值就很難選擇,，阻值選擇太大就會(huì)驅(qū)動(dòng)失敗,，選擇太小，損耗又變大,。d電路也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題,，所以不建議選用圖二的這兩種電路。
圖3
圖三這兩個(gè)電路,，電路的驅(qū)動(dòng)信號為3.3VTTL電平,，常出現(xiàn)在3.3V的MCU電路設(shè)計(jì)中，如果不注意就很容易就設(shè)計(jì)出這兩種電路,，而這兩種電路都是錯(cuò)誤的,。
先分析e電路，這是典型的“發(fā)射極正偏,，集電極反偏”的放大電路,，或者叫射極輸出器。當(dāng)PWM信號為3.3V時(shí),，Ib=（3.3V-0.7V- UL）/4.7K,，會(huì)出現(xiàn)和圖2中c電路中一樣的情況。
f電路也是一個(gè)很失敗的電路,，首先這個(gè)電路導(dǎo)通是沒有問題的,，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號為0V時(shí)，蜂鳴器可以正常動(dòng)作,。然而這個(gè)電路是無法關(guān)斷的,，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號PWM為3.3V高電平的時(shí)候，Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube>0.7V,，三極管仍可以導(dǎo)通,，于是蜂鳴器會(huì)一直響。那這個(gè)問題有辦法解決嗎,？有,，如果你的MCU支持OD（開漏）驅(qū)動(dòng)方式，可以在開漏輸出后用上拉電阻把電平拉到5V，這樣 Ube=5V-5V=0V, Ube<0.7V,三極管就可以正常的關(guān)斷了,。
總結(jié)：
三極管作為開關(guān)器件,，雖然驅(qū)動(dòng)電路很簡單，要使電路工作更加穩(wěn)定可靠,，還是不能掉以輕心,。為了避免出錯(cuò)，個(gè)人建議是優(yōu)先采用圖一的電路,，盡量不采用圖二的電路,，避免使用圖三的工作狀況。
實(shí)用推薦電路如下：
