[其他]从一个简单电路说开去 系列之二 开关应该放哪里 [复制链接]

在某帖子中见到了如下的电路（图片来源http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2013139）：



一个用来控制LED是否点亮的开关并没有放在功率回路上，而仅用来控制三极管的基极供电。这个帖子主要讨论开关放在不同位置会有什么影响。

上面的电路，当开关闭合时，LED正常点亮是没问题的。但是开关断开时会怎么样呢？

开关断开时，TL431没有供电，近似于开路，NPN三极管的基极相当于悬空。这时我们需要找来三极管的datasheet来看一下。这里以ST厂家的BD135系列为例，具体见截图（资料来源http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/239970/STMICROELECTRONICS/BD135.html）：




上图中给出了这个三极管的CB结漏电流在0.1到10uA，同时这个参数与CB电压、温度都有关系。由于datasheet中没有给出具体的曲线，所以这里先随便估计一个值：Vcb为4V、温度80摄氏度时的CB结漏电流为1uA。

也就是是说，即使基极没有电流，CB结加反压时，会有1uA的电流流过LED。当然1uA电流是很小的，没什么问题。

但是注意看上面的图，前面已经讨论了开关断开时三极管基极是悬空的，那么这1uA的漏电流流到哪里去了？

答案是经过三极管BE结流到电源负极了。这意味着三极管有了1uA的基极电流。再结合三极管直流增益几十倍到几百倍，事实是，当三极管基极悬空时，1uA的CB结漏电流会导致至少几十uA到上百uA的集电极电流。

假如有100uA也就是0.1mA的电流流过一个白光LED，那这个LED会不会发光？答案是会的，在环境较暗时很容观察到。假如电路是电池供电，还应该想一下这个电流对电池寿命的影响。

另一方面，关于开关用在功率回路有没有问题，答案是要看开关选的是不是合适、工作环境如何。而一个合理设计的机械电触点应用在合理的环境中可以在设计寿命内提供可靠的通断控制，这一点是毫无疑问的。至于劣质产品，那确实就难说了。不过，劣质三极管的CB结漏电流也要大很多的呦。。。

所以，我还是建议，开关该放哪里就放哪里；如果开关质量差，就换一个吧……

有关继电器等机械触点的接触电阻和触点可靠性，网上能搜到不少公开文档，简单贴几个，有兴趣可以看看：

http://wenku.baidu.com/link?url=-w0BEzY72vhTwPbAPgvBASVvlrqZ54OEQMxIm349Wntb25rg8PSMbj_CJb1vLR2eze9IIW_vMO3jrKoPfntPhWmFqLPISGyAuUeVqN12wya

http://cache.baiducontent.com/c?m=9f65cb4a8c8507ed4fece763105392230e54f7286f88834f2cc3933ed23b1d564711b2e6783f4a428c9b613b56ea084bea863573370325bd9fce8249dab1982c2b9f2742730b8636489546f1df037881769f4d99a90e94bde74294b9a5d2c85422dd22036df3f69c5b7003ba68e76334f4d09c5f625507ba9c2715f84e002c885243a133fc&p=8936c64ad48311a058ee946f4d48c4&newp=8d74ce16d9c11eec01bd9b7e0e16cd231610db2151d1d001298ffe0cc4241a1a1a3aecbf26291606d0ce766407aa4f5fe1f23573340234f1f689df08d2ecce7e70cb7e&user=baidu&fm=sc&query=%B4%A5%B5%E3+%C4%A4%B5%E7%D7%E8+%B5%E7%C1%F7&qid=dad804c50007d275&p1=2

之所以贴这些链接，是因为有个相关问题我没有找到相关的公开资料。这个问题是：某些材料的触点可靠性需要一定的电流来保证。这个主要与上面资料中提到的触点膜电阻有关，所以某些大公司对用在小信号回路的机械触点（开关、继电器等）的触点材料有明确的要求。但是具体什么材料有问题、机理是什么，我记不清了，而且目前也没有找到合适的资料。如果有坛友对这个问题比较清楚，欢迎来讨论。

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