详解三极管

三极管开关电路图原理及设计详解 晶体管开关电路（工作在饱和态）在现代电路设计应用中屡见不鲜，经典的74LS，74ALS等集成电路内部都使用了晶体管开关电路，只是驱动能力一般而已。 TTL晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路；按晶体管连接方式分为发射极接地（PNP晶体管发射极接电源）和射级跟随开关电路。 1. 发射极接地开关电路 1.1 NPN型和PNP型基本开关原理图：

上面的基本电路离实际设计电路还有些距离：由于晶体管基极电荷存储积累效应使晶体管从导通到断开有一个过渡过程（当晶体管断开时，由于R1的存在，减慢了基极电荷的释放，所以Ic不会马上变为零）。也就是说发射极接地型开关电路存在关断时间，不能直接应用于中高频开关。 1.2 实用的NPN型和PNP型开关原理图1（添加加速电容）：

解释：当晶体管突然导通（IN信号突然发生跳变），C1瞬间短路，为三极管快速提供基极电流，这样加速了晶体管的导通。当晶体管突然关断（IN信号突然发生跳变），C1也瞬间导通，为卸放基极电荷提供一条低阻通道，这样加速了晶体管的关断。C通常取值几十到几百皮法。电路中R2是为了保证没有IN输入高电平时三极管保持关断状态；R4是为了保证没有IN输入低电平时三极管保持关断状态。R1和R3是基极电流限流用。 1.3 实用的NPN型开关原理图2（消特基二极管钳位）：

解释：由于消特基二极管Vf为0.2至0.4V比Vbe小，所以当晶体管导通后大部分的基极电流是从二极管然后通过三极管到地的，这样流到三极管基极的电流就很小，积累起来的电荷也少，当晶体管关断（IN信号突然发生跳变）时需要卸放的电荷少，关断自然就快。 1.4 实际电路设计 在实际电路设计中需要考虑三极管Vceo,Vcbo等满足耐压，三极管满足集电极功耗；通过负载电流和hfe（取三极管最小hfe来计算）计算基极电阻（要为基极电流留0.5至1倍的余量）。注意消特基二极管反向耐压。

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。

揭秘：三极管开关电路设计详细过程

电源网首页 | 分类：功率开关 | 2011-03-10 09:15:39 | 评论(0) 摘要： 三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一

般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为

三极管电...

三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管

与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特

点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三

极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。

输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开

启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，

当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负

载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。

同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，

因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。

一、三极管开关电路的分析设计

由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极

管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于 0.3伏特。当然输入电压愈接近零伏特便愈能

保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短

路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使 Vin达到够高的准位，以驱动三极管

使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电

一

三极管只做开关作用，不需要调整输出电压。驱动功率大的设备。也不是很大，1A就行。

哪种方法能最大利用三极管效率，哪种方法三极管发热最小？用补充的驱动好不好？R选多少合适？还有别的好办法吗？负载是电磁阀。

答：1、特点不同，要看前后级的关系，第一种是跟随输出，输入阻抗高，输出阻抗小，当前级是高压小电流的时候好，并且输出电压是受控前级电压，可做限幅开关，输出是电压源。第二种是反向共射集电极输出，适合前级是低压大电流，输出是阻抗高，也是电流源，当负载变化时，电流不变。如果前级是低阻，如TTL，适合第二种。补充的电路是二者的结合，光耦的漏电流容易被放大，所以要加R大约2K左右（看光耦的参数），如是继电器线圈，当释放电压低时，容易误动作，电流优点是可给线圈提快速建立电压。本例中如是继电器，属电流驱动，最好用集电极输出，但也要有R。

补充：你是驱动电磁阀啊，又要晶体管功耗低，补充的驱动管子压降很大，只能是第二种，把阀接到集电极上，并且1A的驱动电流要再加一级组成复合管

2、第二种更好，这表现在两个方面：

首先，三极管的集电结比发射结更结实不易损坏，所以一般用集电极作为功率输出端；

其次，用共发射极放大器可以利用的电源电压幅度为电源电压-0.3V（集电结饱和电压），而用射极跟随器可以利用的电源电压幅度为电源电压-0.3V-0.7V（集电结饱和电压和发射结导通电压），显然前者对电源利用的效率更高。

建议你采用第二种，集电器输出方式的电路负载特性好，很多自控图纸中多是把继电器的线圈作为集电极负载。无基流时，集电极几乎无电流。再者，集电极输出的动态特性好

二

利用三极管饱和导通和截止的的特性，本身就可以实现接通和断开的功能，但由于它的带载功率有限，所以需配继电器扩流，并且可以扩充触点的数量，该电路是PNP三极管，所以采用集电极接低电平方式输出，P37为上拉电阻，当基极没有输入脉冲或电压时，基极为高电平，因为这是反极性三极管，所以平时是截止的，只有基极输入低电平，降低基极电压，这时三极管导通，继电器线圈得电吸合，原常闭触点断开，常开触点吸合，完成设备的接通与断开功能。图中二极管反向接在线圈两端，是保护线圈不受反峰电压的冲击，对继电器起到保护作用。