三極管開關(guān)電路工作原理解析

 圖一所示是NPN三極管的 共射極電路，圖二所示是它的特性曲線圖,，圖中它有3 種工作區(qū)域：截止區(qū)(Cutoff Region),、線性區(qū) (Active Region) 、飽和區(qū)(Saturation Region),。三極管是以B 極電流IB 作為輸入,，操控整個(gè)三極管的工作狀態(tài)。若三極管是在截止區(qū),，IB 趨近于0 (VBE 亦趨近于0),，C 極與E 極間約呈斷路狀態(tài)，IC = 0,，VCE = VCC,。若三極管是在線性區(qū)，B-E 接面為順向偏壓,，B-C 接面為逆向偏壓,，IB 的值適中 (VBE = 0.7 V)，  I C =h F E I B   呈比例放大,，Vce  = Vcc -Rc I c = V cc - Rc  hFE IB可被 IB 操控,。若三極管在飽和區(qū)，IB 很大，VBE = 0.8 V,，VCE = 0.2 V,，VBC = 0.6 V，B-C 與B-E 兩接面均為正向偏壓,，C-E間等同于一個(gè)帶有0.2 V 電位落差的通路,，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc  ，Ic 與 IB 無關(guān)了,，因此時(shí)的IB大過線性放大區(qū)的IB 值,，   Ic

              圖1   NPN 三極管共射極電路                             圖2  共射極電路輸出特性曲

            圖3、截止態(tài)如同斷路線圖                                        圖4,、飽和態(tài)如同通路

實(shí)驗(yàn)：三極管的開關(guān)作用

簡單三極管開關(guān)：電路如圖5,，電阻RC是LED限流用電阻，以防止電壓過高燒壞LED（發(fā)光二極管）,，將輸入信號(hào) VIN 從0 調(diào)到最大 (等分為約20 個(gè)間隔),，觀察并記錄對(duì)的 VOUT 以及LED 的亮度。當(dāng)三極管開關(guān)為斷路時(shí),，VOUT =VCC =12 V,，LED 不亮。當(dāng)三極管開關(guān)通路時(shí),，VOUT  = 0.2V ,，LED 會(huì)亮。改良三極管開關(guān)：因?yàn)槿龢O管由截止區(qū)過度到飽和區(qū)需經(jīng)過線性區(qū),，開關(guān)的效果不會(huì)有明確的界線。為使三極管開關(guān)的效果明確,，可串接兩三極管,，電路如圖六。同樣將輸入信號(hào) VIN 從0 調(diào)到最大 (等分為約20 個(gè)間隔),，觀察并記錄對(duì)應(yīng)的VOUT 以及LED 的亮度,。

   
        圖5、簡單開關(guān)三極管電路圖                                  圖6,、改良三極管開關(guān)電路-達(dá)林頓電路圖

以上可以看出幾乎任何一種型號(hào)三極管都可一做為電子開關(guān)來使用,，如果條件允許也可用來控制加熱設(shè)備。可見開關(guān)三極管只是一個(gè)籠統(tǒng)的概念,，不過市面上也有少數(shù)的專用開關(guān)三極管出售.