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一、三極管基本介紹
三極管是一種電流控制器件，可以作為無觸點(diǎn)開關(guān)，經(jīng)常被用于開關(guān)電路當(dāng)中，通過輸入信號(hào)來控制三極管的導(dǎo)通與斷開，進(jìn)而接通和切斷電路，三極管具有3個(gè)電極：發(fā)射極（E）、集電極（C）、基極（B）。按PN結(jié)的組合方式，三極管分PNP型跟NPN型。按本征半導(dǎo)體材料的不同，有硅管和鍺管之分。
三極管有截止、線性放大、飽和3種工作狀態(tài)，作為開關(guān)作用，三極管工作在截止和飽和狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于開關(guān)的斷開跟閉合。
1）截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)三極管基極偏置電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流Ｉb＝0時(shí)，集電極Ic和發(fā)射極Ie沒電流（或只有微弱的弱電電流）通過，此時(shí)三極管失去了電流放大作用，我們稱三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，CE極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)。
2）飽和狀態(tài)：當(dāng)三極管基極偏置電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流增大到一定數(shù)值時(shí)，集電極電流Ic基本上不再隨著基極電流Ib的變化而變化，而是趨近于某一定值，這種現(xiàn)象稱為飽和狀態(tài)。此時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。
? ? ? ? 三極管開關(guān)電路，是根據(jù)三極管的參數(shù)及開關(guān)特性，用于電路組成形勢及驅(qū)動(dòng)功率綜合考慮設(shè)計(jì)而成，。
驅(qū)動(dòng)電阻的大小選擇，是根據(jù)開關(guān)三極管的放大倍數(shù)和驅(qū)動(dòng)功率的大小來選擇！既能安全可靠地讓三極管工作于飽和狀態(tài)，又能讓三極管有效地工作于截止?fàn)顟B(tài)。
三極管作為開關(guān)元件，就是讓三極管工作在飽和與截止兩個(gè)狀態(tài)，截止?fàn)顟B(tài)好處理，只要切斷基極電流就可以了，飽和狀態(tài)要選取多大的限流電阻呢，首先要確定最大集電極電流，即開關(guān)負(fù)載的工作電壓與負(fù)載的電阻比值，最大工作電流除以三極管的放大倍數(shù)，就是基極工作電流，為基極提供電流的電壓，除以基極電流，就是基極限流電阻的值，如果控制電流大，比如有幾安，就要用大電流三極管，如果控制端是coms芯片，輸出電流只有1毫安以內(nèi)，這時(shí)就要用大電流達(dá)林頓管來做并關(guān)元件，或者加一個(gè)三極管與開關(guān)三極管聯(lián)級(jí)，提高放大系數(shù)，保證以小電流控制大電流開關(guān)。
分析電路圖：
a: LED正常工作時(shí)壓降2V,電流20mA;這時(shí)選取電阻為R3= 150歐
b: 找到三極管數(shù)據(jù)手冊(cè)
當(dāng)Ic=20mA,Vce=5V時(shí)，Ib=160uA;
把壓降考慮進(jìn)去的話，如果基極電壓為5V，那么R1=(5-0.7)/0.00016 = 26.8K
考慮到基極電流Ib為臨界值，所以要確保三極管工作在飽和區(qū) Ib = 1.5Ib = 240uA;
此時(shí) R1=(5-0.7)/0.00024 = 18K;
所以R1<=18K時(shí)三極管飽和狀態(tài)。（注意：電阻不能太小，以避免流經(jīng)基極電流過大）
有小伙伴提問，基極并聯(lián)電阻R2阻值如何去算,我也是翻閱了一下模電，沒找到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)自己的理解，應(yīng)該是為了運(yùn)用了分壓電路，使得分壓電阻的值分的的最小電壓為0.7V。
首先應(yīng)知道基極并聯(lián)電阻的作用及原理：
發(fā)射結(jié)電壓電流特性呈現(xiàn)很強(qiáng)的非線性，PN結(jié)兩端電壓在0.3V以下時(shí)幾乎沒有電流流過PN結(jié)。該并聯(lián)電阻卻是線性的，電流與兩端電壓成正比。故前級(jí)輸出電流較小時(shí)幾乎全部從電阻流過，電流大到電阻兩端電壓達(dá)到發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓時(shí)才會(huì)有電流從發(fā)射結(jié)流過，且電流繼續(xù)增加時(shí)發(fā)射結(jié)中電流增加得比電阻中電流增加得更快。所以并聯(lián)電阻可以避免小電流流過發(fā)射結(jié)造成誤動(dòng)作。
1、電阻并聯(lián)于發(fā)射結(jié)兩端，目的是避免微小電流流入該管基極時(shí)該管誤導(dǎo)通。
2、因?yàn)镃B之間都會(huì)有穿透電流，這個(gè)電流的大小與工藝等有關(guān)，它是隨溫度急劇增大的（指數(shù)關(guān)系），當(dāng)在低溫場合，現(xiàn)在的三極管工藝基本把Icbo做得足夠小，電路中可以不考慮它。但是，當(dāng)溫度升高后，它的影響就大了，以至于電路無法工作的程度。增加基極的并聯(lián)電阻，對(duì)于工作溫度范圍較寬的場合下效果非常明顯。
如上面的例子，假設(shè)要使三極管導(dǎo)通，那么基極電壓應(yīng)大于0.7V,假設(shè)Signal = 5V,所以根據(jù)分壓原理有
[R2/(R1+R2)]*5=0.7,那么當(dāng)R1 = 10K時(shí)，R2為1.6K,R2最小為1.6K。為了使開關(guān)更穩(wěn)定我們盡可能的使R2的阻值大。
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