三极管开关电路图原理及设计详解

PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。

本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。

线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。

最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。

对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。

由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。

此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。

由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。

三级管电路工作原理及详解一、引言三极管是一种常用的半导体器件，广泛应用于各种电路中。

它具有放大信号、开关控制和稳压等特性，是现代电子设备中不可或缺的元件之一。

本文将深入探讨三极管电路的工作原理和详解，以帮助读者更好地理解和应用三极管。

二、三极管基本概述三极管是由三个不同掺杂的半导体材料组成，常用的有NPN型和PNP型两种。

其中，NPN型三极管中央是N型半导体，两侧是P型半导体；PNP型三极管中央是P型半导体，两侧是N型半导体。

三极管的结构决定了它具有双向导通的特点。

三、三极管的工作原理3.1 NPN型三极管工作原理1.充电过程：–基极与发射极之间施加正向电压。

–发射极和基极之间形成正向偏压。

–发射极注入少量电子到基区。

2.放电过程：–基极电压接近零。

–发射区的少数载流子都陷于基区。

–收集区电流几乎是零。

3.放大过程：–基极电压逆向偏置。

–发射极和基极之间形成反向偏压。

–基极电流引起发射极电流的增加，形成放大效应。

3.2 PNP型三极管工作原理1.充电过程：–基极与发射极之间施加负向电压。

–发射极和基极之间形成负向偏压。

–发射极抽取少量电子从基区。

2.放电过程：–基极电压接近零。

–发射区的少数载流子都陷于基区。

–收集区电流几乎是零。

3.放大过程：–基极电压逆向偏置。

–发射极与基极之间形成反向偏压。

–基极电流引起发射极电流的减小，形成放大效应。

四、三极管的应用三极管由于其特性，在电子电路中有广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景： 1. 放大器：使用三极管可以放大微弱的信号，使之变得可用于其他电路。

2. 开关控制：三极管可以作为开关，控制电路的通断。

3. 稳压器：利用三极管的特性，可以设计稳压电路，保持输出电压的稳定性。

4. 正弦波发生器：三极管可以用于正弦波发生器的设计，产生各种频率的信号。

五、三极管的优缺点5.1 优点•体积小、重量轻，便于集成和组装。

•功耗低，效率高。

•放大范围宽，稳定性好。

开关三级管工作原理图
以下为开关三级管的工作原理图：
1. 开关三级管由三个晶体管组成，分别为T1，T2，T3。

2. T1晶体管的基极（B1）通过一个电阻连接到输入信号源
（如微处理器或逻辑门电路）。

3. T1晶体管的集电极（C1）通过一个负载电阻连接到正电源，同时也连接到T2晶体管的基极（B2）。

4. T2晶体管的发射极（E2）通过一个电阻连接到地。

5. T2晶体管的集电极（C2）通过一个负载电阻连接到正电源，同时也连接到T3晶体管的基极（B3）。

6. T3晶体管的发射极（E3）通过一个电阻连接到地。

7. T3晶体管的集电极（C3）通过一个负载电阻连接到正电源。

8. 输出信号通过连接在T3晶体管的集电极（C3）和负载电阻
之间的节点得到。

工作原理：
当输入信号高电平时，T1晶体管导通，将T2晶体管的基极带
到高电平。

因此，T2晶体管导通，从而将T3晶体管的基极带
到高电平。

最终，T3晶体管导通，导通路径形成，输出信号
为高电平。

当输入信号低电平时，T1晶体管截断，将T2晶体管的基极带到低电平。

因此，T2晶体管截断，导致T3晶体管的基极也被带到低电平。

最终，T3晶体管截断，导通路径断开，输出信号为低电平。

总结：开关三级管通过控制输入信号的高低电平，实现了将输出信号切换为高电平或低电平的功能。

图1 NPN PNP三极管反相器电路vin无输入电位Q1截止。

Vin高电平时Q1导通，Q2基极得高电位，Q2截止。

图3 PNP三极管开关电路当输入端悬空时Q1截止。

VIN输入端接入低电平时，Q1导通，继电器吸合。

图5 三极管上拉电阻：当有高电位输入时Q导通，因E-C导通，又因有负载电阻，所以输出看作是低电平。

图7 光藕控制NPN三极管：图9 光藕控制PNP三极管：图2 两只NPN三极管反相器电路vin无输入电位Q1截止,Q2导通。

Vin接入高电平Q1导通，促使Q2基极电位下级,Q2截止。

图4 PNP三极管开关电路当vin无输入电位时Q1截止。

Vin接入高电平Q1导通，继电器吸合图6 三极管上拉电阻：当有高电位输入时Q导通，因E-C导通，又因有负载电阻，所以输出看作是高电平。

图8 光藕控制NPN三极管：图10 光藕控制PNP三极管：文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。

现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位，就是以文字来表现已经制定的创意策略。

文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法，它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程，多存在于广告公司，企业宣传，新闻策划等。

基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代，文案的称呼主要用在商业领域，其意义与中国古代所说的文案是有区别的。

在中国古代，文案亦作" 文按"。

公文案卷。

《北堂书钞》卷六八引《汉杂事》:"先是公府掾多不视事，但以文案为务。

"《晋书·桓温传》:"机务不可停废，常行文按宜为限日。

" 唐戴叔伦《答崔载华》诗:"文案日成堆，愁眉拽不开。

NPN型三极管的工作原理及电路设计NPN型三极管，由三块（半导体）构成，其中两块N型和一块P型半导体组成，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧，三极管是（电子）电路中最重要的器件，他主要的功能是（电流）放大和开关的作用。

实际上，只要你了解了三极管的特性，对你使用（单片机）就顺手很多了。

大家其实也都知道三极管具有放大作用，但如何去真正理解它，却是你以后会不会使用大部分电子电路和IC的关键。

我们一般所说的普通三极管是具有电流放大作用的器件。

其它的三极管也都是在这个原理基础上功能延伸。

三极管的符号如下图左边，我们就以NPN型三极管为例来说说它的（工作原理）。

它就是一个以b（基极）电流Ib来驱动流过CE的电流Ic的器件，它的工作原理很像一个可控制的阀门。

左边细管子里蓝色的小水流冲动杠杆使大水管的阀门开大，就可允许较大红色的水流通过这个阀门。

当蓝色水流越大，也就使大管中红色的水流更大。

如果放大倍数是100，那么当蓝色小水流为1千克/小时，那么就允许大管子流过100千克/小时的水。

三极管的原理也跟这个一样，放大倍数为100时，当Ib（基极电流）为1mA时，就允许100mA的电流通过Ice。

这个原理大家可能也都知道，但是把它用在电路里的状况能理解，那单片机的运用就少了一大障碍了。

最常用的连接如下图：我们来分析一下这个电路，如果它的放大倍数是100，基极电压我们不计。

基极电流就是10V÷10K＝1mA，集电极电流就应该是100mA。

根据欧姆定律，这样Rc上的电压就是0.1A×50Ω＝5V。

那么剩下的5V就吃在了三极管的C、E极上了。

好！现在我们假如让Rb为1K，那么基极电流就是10V÷1K＝10mA，这样按照放大倍数100算，Ic就是不是就为1000mA也就是1A了呢？假如真的为1安，那么Rc上的电压为1A×50Ω＝50V。

啊？50V！都超过（电源）电压了，三极管都成发电机了吗？其实不是这样的。

晶体三极管的开关电路和放大电路的工作过程晶体三极管是一种重要的半导体器件，常用于电子学中的开关和放大电路中。

它具有高频特性、低噪声以及较高的放大能力，因此被广泛应用于各种电子设备中。

下面我们来详细了解晶体三极管在开关电路和放大电路中的工作原理和过程。

一、晶体三极管的基本结构及工作原理晶体三极管由发射极、基极和集电极组成，通过控制发射极电流来实现对集电极电流的调控。

当在基极端加上一个小信号电压时，将使发射极与基极之间的耗尽层宽度发生变化，进而改变发射极电流，从而达到放大电压信号的目的。

1. 晶体三极管在开关电路中的工作过程晶体三极管可以作为一个二极管开关，用来控制电路的通断。

当在基极端加上一个正电压时，将使发射极-基极间的耗尽层封锁，导通电流，此时处于导通状态；当在基极端加上一个反向偏置电压时，将使发射极-基极间的耗尽层扩大，截至电流，此时处于截至状态。

晶体三极管可以根据基极端的输入信号来控制电路的开关状态。

2. 晶体三极管在放大电路中的工作过程晶体三极管可以作为放大器使用，用来放大小信号电压。

在放大电路中，通过在基极端施加一个交流信号电压，使得发射极-基极之间的电流产生相应变化，从而得到经放大的输出信号。

晶体三极管的放大能力由其电流放大倍数β来决定，β值越大，放大能力越强。

二、晶体三极管的开关电路和放大电路设计1. 晶体三极管开关电路设计晶体三极管开关电路常用于数字电路中，可以实现逻辑门、计数器等功能。

设计开关电路时需要合理选择电阻、电容等元件参数，以保证电路的稳定性和可靠性。

还需要注意控制信号的功率和频率范围，以满足具体应用的需求。

2. 晶体三极管放大电路设计晶体三极管放大电路常用于模拟电路中，可以实现音频放大、射频放大等功能。

设计放大电路时需要考虑输入输出阻抗的匹配、电压和电流的偏置设置、负载电阻的选择等因素，以提高电路的放大性能和线性度。

三、晶体三极管在实际电路中的应用晶体三极管广泛应用于各种电子设备中，如放大器、收音机、电视机、电脑等。

三极管的工作原理三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。

分成NPN和PNP 两种。

我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管。

如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。

这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。

三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic 很大的变化。

如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。

我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。

这有几个原因。

首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。

当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。

但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。

如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。

npn三极管开关电路一、引言npn三极管是一种常用的电子元件，广泛应用于各种电路中。

其中，npn三极管开关电路是其常见的一种应用。

本文将详细介绍npn三极管开关电路的原理、特点以及应用。

二、npn三极管开关电路的原理npn三极管开关电路是利用npn三极管的导通和截止特性来控制电路的通断。

其原理如下：1. 导通状态：当npn三极管的基极正极电压高于发射极时，基极发生正向偏置，此时电流流经集电极-发射极之间，三极管导通，电路通断由三极管的负载决定。

2. 截止状态：当npn三极管的基极正极电压低于发射极时，基极发生反向偏置，此时电流无法流经集电极-发射极之间，三极管截止，电路处于断开状态。

三、npn三极管开关电路的特点npn三极管开关电路具有以下特点：1. 快速响应：npn三极管的导通和截止转换速度非常快，使得开关电路能够迅速响应控制信号的变化。

2. 高可靠性：npn三极管具有较高的工作稳定性和可靠性，能够在长时间内稳定地工作。

3. 大电流承载能力：npn三极管可以承受较大的集电极电流，因此适用于需要大电流的开关电路。

4. 低功耗：npn三极管的开关电路在截止状态时几乎不消耗功率，因此能够节省能源。

四、npn三极管开关电路的应用npn三极管开关电路可以应用于各种电路中，常见的应用包括：1. 电源开关：利用npn三极管开关电路可以实现对电源的开关控制，从而实现对电路的通断控制。

2. 自动控制系统：npn三极管开关电路可以作为自动控制系统中的开关元件，用于控制各种设备的启停。

3. 电子计算机系统：npn三极管开关电路可以用于电子计算机系统中的存储器开关控制、信号传输等方面。

4. 传感器控制：npn三极管开关电路可以与传感器结合使用，实现对传感器信号的放大和控制。

五、总结npn三极管开关电路是一种常见且重要的电子电路应用。

通过对npn三极管的导通和截止特性的控制，可以实现对电路的通断控制。

npn三极管开关电路具有快速响应、高可靠性、大电流承载能力和低功耗等特点，广泛应用于电源开关、自动控制系统、电子计算机系统和传感器控制等领域。