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面试题-2的分析
应网友要求,先来讲讲面试题-2的分析过程。
上图的电路是个简单的电源电路,U3是常用的运算放大器,型号为LM358;Q3是N型功率MOS管,型号是STD38NH02L。该电路的输入条件如下:
P3V3=3.3V, P1V8=1.8V,R1=4.75K欧姆,R2=4.02K欧姆,R3=1K欧姆,
R4=0 欧姆,R4的封装尺寸是1206
LM358的电源接12V
Q3功率MOS管的工作特性见下图
分析上面电路,回答以下问题:
计算VCC_OUT的值,并解释该电路的功能
该电路实际就类似一个LDO (low dropout regulator) – 低压差线性稳压电源电路。通过运算放大器,来调控功率MOS管的导通,从而产生一个设定电压值的电源输出。
由于运算放大器的虚断,正极输入电流为0 ,所以正极电压就是R1 和R2的分压,大小为 3.3*4.02/4.77=1.5V
根据运算放大器的虚短,其正负极电压相同,而负极电压又直接连到VCC_OUT,所以VCC_OUT=1.5V
如果VCC_OUT的输出电流为14A,请问U3的输出电压大概是多少?
Vd=1.8V, Vs=1.5V, 所以Vds=0.3V。在‘经典硬件工程师-2’一文的留言中,小编粗心,把Vds=0.3V说成1.8V,造成系列错误,特此更正。
根据电流14A,Vds 1.8V,查MOS管的工作特性图,虽然不是很清楚,大致可以看出对应曲线的Vgs=4V。由于Vs=1.5V, Vg=4+1.5V=5.5V, 也就是说运放U3的输出电压大概为5.5V
如果把输出电压VCC_OUT调整到1.0V, 该电路应该如何改动?
由1)的计算过程可以看出VCC_OUT是由运放的正极电压来调控的,因此只要调节分压电阻的值到1.0V
简单一点计算,R1=2.3 K欧姆,R2=1 K欧姆, 就可实现VCC_OUT=1.0V
经典硬件面试题-3
发光二极管在实际硬件产品设计中经常用到。这道题就是关于发光二极管的。
上述电路中,Q9为两个封装在一起三极管,DS9F1为一个发光二极管,颜色为琥珀色(amber)。其他输入条件如下:
P3V3=3.3V
R5=10Kohm; R9=1.0Kohm; R1=150ohm
左边三极管的基极输入信号为RST_N, 是系统复位Reset信号,低有效
发光二极管DS9F1和三极管Q9的工作特性如下
发光二极管DS9F1的电气参数和工作特性:
三极管Q9的工作特性曲线如下:
分析上面电路,回答以下问题:
两个三极管工作于什么模式?
描述该电路的功能
计算实际流过发光二极管的电流
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