三极管的开关电路分析( 12V—SW)

　　简介：在这里做个小电路的分析，大家都可能用到，这里把模型分解一下，并介绍一下计算方法和各个元件的作用。
　　在这里做个小电路的分析，大家都可能用到，这里把模型分解一下，并介绍一下计算方法和各个元件的作用。
　　


　　Q1：主开关，主要作用是提供12VSW电流，特点饱和时Vec必须很小，热阻不能太大。
　　Q2：副开关，主要作用是旁路Q1，在MCU置高电平时导通，ce拉低使Q1工作。
　　R1：保证MCU无输出的时候电路不工作。
　　R2：限制电流，给Q2一个工作电流。
　　C1：去除干扰，防止Q1意外导通。
　　下面是这个电路图的等效模型：
　　


　　然后我们定义一下输出负载，假设有N个按键开关电路检测电路(Active Low)
　　


　　经过以上分析我们可以列出所有公式：
　　


　　这个时候我们可以看出，要想让这个电路处于良好的状态，两个开关管必须都处于饱和状态，一般要使得开关管饱和，Ic/Ib必须小于30.
　　因此我们必须求取方法倍数，其中Q1中的Vbatt和Ib和Ic同时是正向关系，必须求取各个参数的偏导求最大的放大系数。
　　


　　这样就可以求得此时三极管的状态。
　　另外一个需要验证的就是温度情况，公式如下：
　　


　　这个主要是验证散发功率的情况。
　　计算过程到此差不多了，在实际设计中，每个参数都是比较重要的，特别是在省电模式下，可能会打开电源后扫描接口电路，因此整个电路的响应时间非常重要。以后会讨论一下瞬态响应的做法(Laplas变换的应用。)在这里大致可以描述一下，因为每个电路都有滤波电容，在打开电源的瞬间，所有的电容都需要充电，因此此时的Ic是非常大的，所以电路一时达不到饱和状态。这个参数主要是调整R2，R2增大，响应时间长，电路偏置功率小。R2减小，响应时间段，电路偏置功率大。做个tradeoff即可。