三極管如何做電子開關(guān)的原理介紹

三極管是一種電流放大器件，一般是用來放大電流或者作為電子開關(guān)使用，這里主要以電子開關(guān)這種用法進行說明。

對于NPN型三極管，做開關(guān)用法的三極管接法一般如下圖所示(先忽略參數(shù))。

在輸入端給一個電壓3V后，三極管的基極就會有電流，可以通過調(diào)節(jié)電阻R1(這里是10K)，R2(這里是4.7K)的大小來改變基極電流的大小。由于三極管基極與發(fā)射極間的壓降約為0.7V左右(上圖中為0.771V)，因此電阻R2上的電流為0.7V/R2，即164uA，電阻R1上的電流為(Ui - 0.7)/R1，即223uA，R1上的電流減去R2上的電流就是三極管基極電流，即59uA。

當(dāng)三極管的電流放大倍數(shù)為100時，三極管集電極的電流為放大倍數(shù)乘基極電流，即59uA x 100 = 5.9mA，因此1K的集電極電阻上的壓降為5.9mA x 1k = 5.9V。

由于集電極電阻與地間的電源電壓為9V，所以三極管集電極上的電壓為9V-5.9V=3.1V，三極管工作在放大區(qū)。

如果將集電極電阻從1K改到10k，看看這時會發(fā)生什么情況。

按照前面說的，在三極管工作在放大區(qū)時，集電極電流應(yīng)該是5.9mA，因此集電極電阻的壓降應(yīng)該是5.9mA x 10k = 59V，但是電源只有9V，不可能會產(chǎn)生比電源電壓更大的壓降。就算是三極管集電極與發(fā)射極間的壓降為0V，集電極上的電流最大也只有0.9mA，相當(dāng)于電流放大了15.3倍。由于這時三極管的集電極電壓接近于0V，如果把集電極與發(fā)射極想像成一個開關(guān)的話就像是該開關(guān)閉合了，如下圖所示。

當(dāng)輸入的3V電壓變成0V后，由于基極電流變成0，集電極電流也為0，這時集電極電壓就是9V，相當(dāng)于開關(guān)斷開，如下圖所示。

另外還可以通過減小基極電阻的方法使三極管工作在飽和區(qū)，這里就不展開了。

這就是三極管工作在飽和區(qū)做電子開關(guān)的原理及用法。

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