NPN求解三极管电路或电容恒流放电详解
转自：记得诚电子设计
三极管简介三极管是晶体管的一种，三极管的三个极分别是基极（base）、发射极（emitter）、集电极（collector）。 如下是npn三极管的等效电路，be之间就是一个二极管，ce之间等效为一个可调电阻，阻值可以从若干欧到无穷大（开路）。
npn的特征方程：ic=βib，npn的ib是从b到e，ic是从c到e，β是三极管自身的放大倍数，可认为是取决于生产工艺的常数，数值从几十到数百倍之间。
需要注意的是，三极管只能依靠改变ce间等效电阻rce来实现ic=βib 如果rce降到最小值，都实现不了ic=βib，称为“饱和” 如果rce增到最大值，都实现不了ic=βib，称为“截止” 如果三极管实现ic=βib，称为三极管工作在放大区。npn三极管构成的恒流源放电电路如下，给一个充好电的电容接上一个电阻，放电电流为ic=uc/r，由于uc是不断降低的，所以放电电流不是恒定的。
下图所示，为电容恒流放电电路，可以计算得到ic的值为1ma，与电容的电压无关。 ve=5-0.7v=4.3v ic≈ie=ve/re=4.3/4.3=1ma 其中ve=5-0.7v=4.3v是一定成立的，ic≈ie=ve/re等式成立的前提条件是三极管在放大区，即ic=βib，由于β一般是100倍量级的，所以ie=ic+ib≈ic才成立。
求解三极管电路的步骤
1. 先假定三极管工作在放大区，满足ic=βib和ic≈ie； 2. 然后再根据计算结果，反推uce的取值是否合理，判断之前的假设是否合理。 如下图所示，假设电容上的电压为10v，便可以得到uce=10-4.3=5.7v，rce=5.7v/1ma=5.7k，也就是可以这么理解，三极管把rce调整为5.7k，就可使电容的放电维持在1ma。
同理，假设电容的电压为8v时，可以得到uce=8=4.3=3.7v，uce这个电压也是合理的，rce=3.7k，也就是可以这么理解，三极管把rce调整为3.7k，可使电容的放电维持在1ma。
当电容上的电压降低到3v，会得到uce=3-4.3=-1.3v，显然这是不合理的，也就是说rce降低到0欧姆也满足不了ic=βib 在认为uce可以降低到0v，可以计算出满足恒流放电的最低电容电压ucmin=ve=4.3v 综上，当电容电压高于4.3v，三极管可工作在放大区，可以恒流的给电容放电，当电容电压低于4.3v，三极管则工作在饱和区。 事实上，作为半导体，ce间的电阻远降不到0ω，所以一般uce电压只能降到约0.2v，称之为饱和管压降uces。
总结：先假定三极管工作在放大区，满足ic=βib和ic≈ie；然后再根据计算结果，反推uce的取值是否合理，uce合理，原计算不用改动，如果不合理，三极管饱和了，则会多出uce=0v或uce=0.2v这样的条件（看是否忽略饱和管压降），同样可以重新求解电路。
pnp三极管构成的恒流源充电电路
利用npn三极管是无法实现恒流源充电电路的，必须使用pnp三极管，如下是pnp三极管的等效电路图。
pnp的特征方程电流ib是从e到b，ic是从e到c。pnp三极管设计电路原则不建议直接用pnp管直接设计电路，而是先用npn管设计电路，然后pnp管电路可以通过npn管电路变换得来，变换原则如下： 1. 将vcc和gnd对调。 2. 将电路中有方向性元件的正负方向对调。 3. n管换成p管。 如下是将npn三极管构成的放电恒流源电路，改成pnp三极管后，得到的pnp三极管充电恒流源电路。
如下为恒流充电电路，负载为r，ic自上而下流过电阻r。可以计算得到ic为1ma，与负载r的阻值无关，ure=5=0.7v=4.3v，ic≈ie=ure/re=1ma。这个公式成立也需要三极管工作在放大区，负载电阻越大，这个公式越不容易成立。
如下，当负载电阻为1k，得到vc=1v，ve=15-ure=15-4.3=10.7v，uec=ve-vc=9.7v，这个9.7v电压正常，所以三极管处在放大区，1ma的恒流充电成立。 进一步可以算出rec=vec/1ma=9.7k，也就是说，pnp三极管将rec维持在9.7k，ic可维持在1ma。
假设负载电阻为20k，可得vc=20v，ve=15-ure=15=4.3=10.7v，uec=ve-vc=10.7-20=-9.3v，显然，uec不合理，所以三极管处于饱和区，1ma不成立。 如果忽略三极管的饱和管压降uces，此时实际电流ic=ve/r=10.7/20=0.5ma。
以上主要讲解了npn设计恒流源放电电路，pnp设计恒流源充电电路和三极管电路的计算方法。
原文标题：三极管与恒流源充放电电路
文章出处：【微信公众号：strongerhuang】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
令人惊叹！德国传感器的实力，为什么如此强大？中国又差在哪里？
荣耀30S掀起5G手机购买狂潮，加速整个中国市场5G的发展
芯片级LNA设计之基本共源极电路解析
抛光铝制品为何选择等离子电浆抛光机
低压差稳压器基本原理分析
NPN求解三极管电路或电容恒流放电详解
LED恒流开关调节器FP7102：为手电筒、LED模组和摄影灯提供稳定电流能力
聚焦 | 科学无国界!没有谁能阻挡国际科技合作的脚步
一加7pro智能手机扬声器IP67级防水设计怎么样
iOS11beta3怎么样？iOS11 Beta3：送走旧Bug，迎来新Bug！到底值不值得升级呢？
世界物联网日确定其对世界的价值
如何利用输入高阻技术减少解决方案功耗及尺寸
高度集成的解调器和频率合成器设计案例
Vishay 轴向水泥绕线电阻，便于拾放加工的弯线选件
植物病虫害检测仪的详细介绍
虽然安全系统可以在线访问 但它仍然存在很多安全威胁
ADuM4160 业界首款单封装USB隔离器
【RTT大赛作品连载】linkboy面向WCH移植（5）
经典CAN总线错误分析与解决方案
On Semi RSL10蓝牙5多协议无线片上系统(S0C)开发方案
三极管简介三极管是晶体管的一种，三极管的三个极分别是基极（base）、发射极（emitter）、集电极（collector）。 如下是npn三极管的等效电路，be之间就是一个二极管，ce之间等效为一个可调电阻，阻值可以从若干欧到无穷大（开路）。
npn的特征方程：ic=βib，npn的ib是从b到e，ic是从c到e，β是三极管自身的放大倍数，可认为是取决于生产工艺的常数，数值从几十到数百倍之间。
需要注意的是，三极管只能依靠改变ce间等效电阻rce来实现ic=βib 如果rce降到最小值，都实现不了ic=βib，称为“饱和” 如果rce增到最大值，都实现不了ic=βib，称为“截止” 如果三极管实现ic=βib，称为三极管工作在放大区。npn三极管构成的恒流源放电电路如下，给一个充好电的电容接上一个电阻，放电电流为ic=uc/r，由于uc是不断降低的，所以放电电流不是恒定的。
下图所示，为电容恒流放电电路，可以计算得到ic的值为1ma，与电容的电压无关。 ve=5-0.7v=4.3v ic≈ie=ve/re=4.3/4.3=1ma 其中ve=5-0.7v=4.3v是一定成立的，ic≈ie=ve/re等式成立的前提条件是三极管在放大区，即ic=βib，由于β一般是100倍量级的，所以ie=ic+ib≈ic才成立。
求解三极管电路的步骤
1. 先假定三极管工作在放大区，满足ic=βib和ic≈ie； 2. 然后再根据计算结果，反推uce的取值是否合理，判断之前的假设是否合理。 如下图所示，假设电容上的电压为10v，便可以得到uce=10-4.3=5.7v，rce=5.7v/1ma=5.7k，也就是可以这么理解，三极管把rce调整为5.7k，就可使电容的放电维持在1ma。
同理，假设电容的电压为8v时，可以得到uce=8=4.3=3.7v，uce这个电压也是合理的，rce=3.7k，也就是可以这么理解，三极管把rce调整为3.7k，可使电容的放电维持在1ma。
当电容上的电压降低到3v，会得到uce=3-4.3=-1.3v，显然这是不合理的，也就是说rce降低到0欧姆也满足不了ic=βib 在认为uce可以降低到0v，可以计算出满足恒流放电的最低电容电压ucmin=ve=4.3v 综上，当电容电压高于4.3v，三极管可工作在放大区，可以恒流的给电容放电，当电容电压低于4.3v，三极管则工作在饱和区。 事实上，作为半导体，ce间的电阻远降不到0ω，所以一般uce电压只能降到约0.2v，称之为饱和管压降uces。
总结：先假定三极管工作在放大区，满足ic=βib和ic≈ie；然后再根据计算结果，反推uce的取值是否合理，uce合理，原计算不用改动，如果不合理，三极管饱和了，则会多出uce=0v或uce=0.2v这样的条件（看是否忽略饱和管压降），同样可以重新求解电路。
pnp三极管构成的恒流源充电电路
利用npn三极管是无法实现恒流源充电电路的，必须使用pnp三极管，如下是pnp三极管的等效电路图。
pnp的特征方程电流ib是从e到b，ic是从e到c。pnp三极管设计电路原则不建议直接用pnp管直接设计电路，而是先用npn管设计电路，然后pnp管电路可以通过npn管电路变换得来，变换原则如下： 1. 将vcc和gnd对调。 2. 将电路中有方向性元件的正负方向对调。 3. n管换成p管。 如下是将npn三极管构成的放电恒流源电路，改成pnp三极管后，得到的pnp三极管充电恒流源电路。
如下为恒流充电电路，负载为r，ic自上而下流过电阻r。可以计算得到ic为1ma，与负载r的阻值无关，ure=5=0.7v=4.3v，ic≈ie=ure/re=1ma。这个公式成立也需要三极管工作在放大区，负载电阻越大，这个公式越不容易成立。
如下，当负载电阻为1k，得到vc=1v，ve=15-ure=15-4.3=10.7v，uec=ve-vc=9.7v，这个9.7v电压正常，所以三极管处在放大区，1ma的恒流充电成立。 进一步可以算出rec=vec/1ma=9.7k，也就是说，pnp三极管将rec维持在9.7k，ic可维持在1ma。
假设负载电阻为20k，可得vc=20v，ve=15-ure=15=4.3=10.7v，uec=ve-vc=10.7-20=-9.3v，显然，uec不合理，所以三极管处于饱和区，1ma不成立。 如果忽略三极管的饱和管压降uces，此时实际电流ic=ve/r=10.7/20=0.5ma。
以上主要讲解了npn设计恒流源放电电路，pnp设计恒流源充电电路和三极管电路的计算方法。
原文标题：三极管与恒流源充放电电路
文章出处：【微信公众号：strongerhuang】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
令人惊叹！德国传感器的实力，为什么如此强大？中国又差在哪里？
荣耀30S掀起5G手机购买狂潮，加速整个中国市场5G的发展
芯片级LNA设计之基本共源极电路解析
抛光铝制品为何选择等离子电浆抛光机
低压差稳压器基本原理分析
NPN求解三极管电路或电容恒流放电详解
LED恒流开关调节器FP7102：为手电筒、LED模组和摄影灯提供稳定电流能力
聚焦 | 科学无国界!没有谁能阻挡国际科技合作的脚步
一加7pro智能手机扬声器IP67级防水设计怎么样
iOS11beta3怎么样？iOS11 Beta3：送走旧Bug，迎来新Bug！到底值不值得升级呢？
世界物联网日确定其对世界的价值
如何利用输入高阻技术减少解决方案功耗及尺寸
高度集成的解调器和频率合成器设计案例
Vishay 轴向水泥绕线电阻，便于拾放加工的弯线选件
植物病虫害检测仪的详细介绍
虽然安全系统可以在线访问 但它仍然存在很多安全威胁
ADuM4160 业界首款单封装USB隔离器
【RTT大赛作品连载】linkboy面向WCH移植（5）
经典CAN总线错误分析与解决方案
On Semi RSL10蓝牙5多协议无线片上系统(S0C)开发方案