用一个升压(倍压)和负压的电路教你理解二极管，三极管，电容，压差，电压参考点。

jianhong_wu

问：
谁有产生升压（倍压）和负压的电路？

程工-深圳：



上面的图和下面的图是要组合在一起用的。上面的图产生12V和0V的方波，然后驱动下面的升压和负压图。



许珺-杭州：

对于上面的这张产生12V和0V方波的图，电容和二极管有什么作用？


★坚鸿-深圳：
当单片机低电平（0V，相当于对地），12V端经过PNP三极管Q1的PN结对C1充，C1充电后右边对地是12—0.7V。此时，突然单片机低变高（原来的参考点从0V抬高5V），C1右边的电压就对地是12—0.7+5等于16.3V，所以二级管对12V端放电！在这个瞬间，二极管的阳极对地是16.3V，阴极是12V，因此有4.3V的压差，所以有电流过并放电。

许珺-杭州：
下面那个二极管呢？


★坚鸿-深圳：
一样的原理，我帮你分析。
对下面的二极管D2分析：
当单片机高电平时，C2充电，充电后，C2的从左到右两边压差是4.3V（5减二极管0.7），突然，单片机由高变成低电平（0V），从原来对地的5V变成对地的0V，此时只是C2左边的对地参考点发生变化，只是参考坐标发生变化，但是压差4.3V不变！所以当C2左边对地是0V时，C2右边必然是—4.3V（对地成负压了！），D2的阳极（地）对D2阴极有4.3V压差，为了填平C2这个坑（负压），电流由地那端开始经过D2去填C2这个炕，填炕的过程虽然像充电，但是这个过程因C2本身有4.3V的压差引起，是消除压差的过程，所以可以看成是让C2放电这样去理解。直到C2右边还剩—0.7V左右D2才两边压差才平衡停止。所以二级管是用来放电平衡压差的。

总之，要对电压参考点，压差，电压三者理解比较透才能读懂我的分析。

许珺-杭州：
对于上面的C1，如果用示波器看电容右边是不是能看到那个瞬间的16.3V？

程工-深圳：
示波器可能观察不到，因为二极管D1的存在,实际上这个要牵涉到开关S1的开关时间和二极管的反应时间。就是说除非MCU输出的方波频率很高,要不然方波还没有完全成形,二极管就反应过来了。


如图,除非方波频率很高,大于二极管的反应时间,要不然都会被拉低到0.65V左右,否则在OUT点用示波器是观察不到5V的。
波形在实际电路里，是有斜率的，并不是瞬间就能90度上升，比如：


许珺-杭州：
如果没有电容C1和C2，会出现什么情况？

曹健-江苏：
会烧坏那两个三极管。因为，比如，我画一个等效图告诉你原理：

此时12V直接加在两颗二极管的PN结，当然相当于短路的大电流，必然烧管。加了电容之后，通过电容的隔直作用使两二极管不会对地短路，也就不会烧毁。
我再给你看另外一种接法的等效图：

这种接法就不会上电直接烧三极管。

★坚鸿-深圳：
这两个居然等效？帮我们解释解释一下。

曹健-江苏：
好的。三极管是由什么组成？二极管是由什么组成？都是由PN结组成。 NPN的可以当作两个PN结组成。
（1）以下这个这是NPN的管子的等效图：


（2）以下这个这是PNP的管子的等效图：

综上所述,在程工的图中  我只是将上下对管中导通的PN结用二极管代替了,当然可以这样等效啦。