调试蜂鸣器驱动电路

1 问题描述

蜂鸣器驱动电路如上，PB5是STM32F103型号MCU的一个引脚，理论上：

当PB5输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器不响；

当PB5输出低电平时，三极管导通，蜂鸣器发出响声。

遇到的问题是：PB5无论输出高电平还是低电平，蜂鸣器都导通，发出响声。

尝试解决途径：换三极管，换电阻，测试引脚上的电压

最终解决的办法：把5V换成3.3V。

 

 2 仿真

2.1 VDD = 5V

仿真图如下图所示，切换开关，蜂鸣器总是发出响声。

 

PNP三极管发射极电压（Ve），基极电压（Vb），继电器电压（Vc）波形图如下图所示。

根据波形分析到：

开关与3.3V相连时，PNP三极管处于放大区；

开关与GND相连时，PNP三极管处于饱和区。

在这两种状态下，蜂鸣器上的电流I_c = βI_b，始终能够让蜂鸣器工作。

2.2 VDD = 3.3V

仿真图如下图所示，开关与地相连，蜂鸣器发出响声；开关与3.3V相连，蜂鸣器不发出响声。

 PNP三极管发射极电压（Ve），基极电压（Vb），继电器电压（Vc）波形图如下图所示。

 

3 总结

3.1 三极管状态判断

对于PNP三极管：

当V_e > V_b  >V_c 时：三极管处于放大区，此时I_c = βI_b；

当V_e > V_b， V_c > V_b时：三极管处于饱和区，此时I_c < βI_b。

3.2 三极管两管教之间的电压

对于PNP三极管，

当三极管处于放大区或饱和区时，V_eb = 0.7V；

当三极管处于饱和区时，V_ec = 0.2V左右，压降特别小。

3.3 三极管模型

为了便于理解三极管，可以把PNP三极管等效为如下所示两个二极管。

 当二极管1正偏，二极管2反偏：PNP三极管处于放大状态；

当二极管1正偏，二极管2正偏：PNP三极管处于饱和状态。

PS：两个二极管叠加并不能代替三极管，因为两个二极管并不能模拟出三极管的所有特性，这里只是为了便于理解。

4 参考

三极管基本知识

https://www.jianshu.com/p/2a1b84d76f3c