使用 RTL 逻辑时,2N3904 基极电阻值的理想电阻是多少?

电器工程 晶体管 数字逻辑 rtl
2022-01-19 04:41:19

我有一吨 2N3904 晶体管,并希望将它们用于我的 RTL 逻辑项目。根据我在网上可以找到的信息,以及我所拥有的部分,我已经让逻辑门在以下值下工作得很好:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

虽然这很好用,但我有点担心我在 2N3904 的数据表上读到的内容。它指出基发射极饱和电压具有以下规格:

Ic = 10mA Ib = 1.0mA Ic = 50mA Ib = 5.0mA

我很难理解这到底是什么意思。如果您使用欧姆定律计算基本输入的电流,我们得到 I = 5 / 10000 = 0.0005。我正确地说这是5mA吗?我用一个 5K 电阻替换了 R2,它的开关也一样,即 0.001 或 10mA。

就像我说的,它目前正在工作。我只是想确保我为这项工作购买了合适的电阻器。我知道目标是使晶体管完全饱和,但是我不知道这是否是这样做的。

谢谢,

1个回答

每个晶体管都有一个电流增益,通常β要么hfe在数据表中。典型值约为 100。当晶体管未饱和时,基极电流和集电极电流与此因素相关:

Ic=hfeIb

当基极电流增加到集电极电流不能再增加的程度时,晶体管被称为饱和集电极电流不能再增加,因为它不能允许更多的电流——电流完全由图中的 R1 限制,并且从发射极到集电极的电压最小。

当我们设计数字逻辑时,我们不想让晶体管勉强饱和。我们想让它们饱和很多。这提供了一些额外的余量,以防止变化hfe,并且还考虑到更高的频率(快速高/低转换所必需的),hfe有效减少。

经验法则:在数字逻辑中,集电极电流是基极电流的 15 倍。

所以在这里,你选择了一个 1kΩ 的集电极电阻。在饱和时,发射极-集电极电压远低于电源电压,因此我们可以将集电极电流估计为:

Ic=5V1kΩ=5mA

我们希望基极电流为 (0.33mA) 的 1/15,而基极电阻上的电压将是电源电压,比 Q1 的基极-发射极结低约 0.65V。所以:

R2=5V0.65V0.33mA=13kΩ

您选择的 10kΩ 已经足够接近了。

您还可以按比例放大电阻值,保持基极与集电极电流之比,但总体上降低电流。这降低了您的功耗,但也降低了逻辑速度,因为较小的电流能够较慢地为寄生电容充电。这是您作为工程师必须做出的性能与功耗权衡。