(完整版)三極管的基本知識講解

1、三極管的基本知識講解三極管的初步認識三極管是一種很常用的控制和驅(qū)動器件，在數(shù)字電路和模擬電路中都有大量的應(yīng)用，常用的三極管根據(jù)材料分有硅管和鍺管兩種，原理相同，壓降略有不同，硅管用的較普遍，而鍺管應(yīng)用較少， 以下以硅管為例進行講解。三極管有2 種類型，分別是PNP型和NPN型。先來認識一下，如下圖所示。三極管一共有3 個極，橫向左側(cè)的引腳叫做基極 (base) ，中間有一個箭頭，一頭連接基極，另外一頭連接的是發(fā)射極e(emitter)，剩下的一個引腳就是集電極c(collector)。三極管的原理三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態(tài)。放大狀態(tài)主要應(yīng)用于模擬電路中，且用法和計算方法也比較復(fù)雜，我

2、們暫時用不到。而數(shù)字電路主要使用的是三極管的開關(guān)特性，只用到了截止與飽和兩種狀態(tài)，所以我們也只來講解這兩種用法。三極管的類型和用法有個總結(jié)：箭頭朝內(nèi)PNP ，箭頭朝外NPN ，導(dǎo)通電壓順箭頭過，電壓導(dǎo)通，電流控制 。三極管的用法特點，關(guān)鍵點在于b 極（基極）和e 級（發(fā)射極）之間的電壓情況，對于PNP而言， e 極電壓只要高于b級 0.7V 以上（硅三極管的PN結(jié)道導(dǎo)通電壓， 如果是鍺三極管， 這個電壓大概為0.3V ）， 這個三極管e 級和c 級之間就可以順利導(dǎo)通。也就是說，控制端在b 和 e 之間，被控制端是e 和 c 之間。同理， NPN型三極管的導(dǎo)通電壓是b 極比e 極高0.7V ，總

3、之是 箭頭的始端比末端高0.7V就可以導(dǎo)通三極管的e 極和c 極。這就是關(guān)于“導(dǎo)通電壓順箭頭過，電壓導(dǎo)通”的解釋。三極管的用法以上圖為例介紹一下三極管的用法。三極管基極通過一個10K的電阻接到了單片機的一個IO 口上，假定是P1.0 ，發(fā)射極直接接到5V的電源上，集電極接了一個LED小燈，并且串聯(lián)了一個1K 的限流電阻最終接到了電源負極GND上。如果P1.0 由我們的程序給一個高電平1 ，那么基極b 和發(fā)射極e 都是5V ，也就是說e 到 b不會產(chǎn)生一個0.7V的壓降， 這個時候， 發(fā)射極和集電極也就不會導(dǎo)通，那么豎著看這個電路在三極管處是斷開的，沒有電流通過，LED2小燈也就不會亮。如果程序

4、給P1.0 一個低電平 0 ，這時 e極還是 5V ，于是 e 和 b 之間產(chǎn)生了壓差， 三極管 e和 b 之間也就導(dǎo)通了，三極管e 和 b之間大概有0.7V 的壓降，那還有 (5-0.7)V的電壓會在電阻 R47 上。這個時候， e和 c 之間也會導(dǎo)通了，那么LED 小燈本身有 2V 的壓降， 三極管本身e 和 c 之間大概有0.2V 的壓降， 我們忽略不計 （三極管導(dǎo)通后本身的壓降在開關(guān)作用時多忽略不計處理）。那么在 R41上就會有大概3V 的壓降，可以計算出來，這條支路的電流大概是3mA ，可以成功點亮 LED 。最后一個概念，電流控制。前邊講過，三極管有截止，放大，飽和三個狀態(tài)，截止就不用說了，只要e 和 b 之間不導(dǎo)通即可。我們要讓這個三極管處于飽和狀態(tài)，就是我們所謂的開關(guān)特性，必須要滿足一個條件。三極管都有一個放大倍數(shù)，要想處于飽和狀態(tài)， b 極電流就必須大于e 和 c之間電流值除以。這個，對于常用的三極管大概可以認為是100 。那么就必須考慮R47 的阻值了。在上面的計算中， e 和c 之間的電流是 3mA ，那么 b 極電流最小就是3mA除以 100 等于 30uA ，大概有 4.3V 電壓會落在基極電阻上，那么基極電阻最大值就是4.3V/30uA = 143K 。電阻值只要比這個值小就可以，當然也不能太小， 太小會導(dǎo)致單片機的IO