三极管开关驱动电路图

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。

Vcc團1基本的三极管开关输入电压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(saturati on) 。

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。

(838电子资源)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压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0,而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。

在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为：因此，基极电流最少应为:I B （®和）二盘竺〉二上式表出了 IC 和IB 之间的基本关系，式中的B 值代表三极管的直流电流增益， 对某些三极管而言，其交流B 值和直流B 值之间，有着甚大的差异。

一种由三极管搭建的IGBT驱动控制电路
一种三级管搭建的驱动电路如下图所示，主要由4个三极管来实现IGBT的驱动控制及保护。

该电路的工作原理如下：
1、在IGBT-ON/OFF为低电平时，三级管Q7的Vbe小于开启电压，Q7截止；三级管Q4的Vbe大于开启电压，三级管Q4导通，由于三级管的电流控制作用，导致流过Q4集电极的电流Ic远大于流过基极的电流Ib，Vce=12-Ic*R11，所以电压基本在电阻R11上，Q4的Vce 接近于0，所以三级管Q3的Vbe小于开启电压，Q3截止，IGBT Q5的g极电压为0，IGBT 未导通。

2、在IGBT-ON/OFF为高电平时，三级管Q7的Vbe大于开启电压，Q7导通，由于三级管的电流控制作用，导致流过Q7集电极的电流Ic远大于流过基极的电流Ib，Vce=12-Ic*R12，所以电压基本在电阻R11上，Q7的Vce接近于0，从而拉低了Q4的基极电位，使Q4的Vbe 小于开启电压，Q4截止，Q4的集电极电压为12V，所以Q3导通，IGBT Q5的g极获得接近12V的电压，从而使IGBT能够导通。

3、NPN型三极管Q6存在的意义。

当Q3坏了的时候，只要上电IGBT Q5就是高电平，IGBT-ON/OFF在这种情况下是低电平，所以Q6的基极为低电平，此时可以拉低IGBT的g 极电位，保证安全。

4、该电路的工作简单可靠，成本低。

使用时，三级管需要选择合适的电流，把控好器件的质量关。

左图和右图都是NPN、PNP三极管开关形式的典型接法。

只有一个上拉下拉电阻的区别。

如果是GND~VCC的信号驱动，左图即可。

如果是强弱电流驱动，选右图。

NPN适合做低端驱动，PNP适合做高端驱动。

类似的NMOS和PMOS也是如此。

因此，为了获得相应的控制电位差，把npn的射级对地，你比较容易获得一个开启信号。

如果你把npn的集电极直接接vcc，那么你就需要VCC甚至VCC以上的信号才能开启，驱动起来不方便，更重要的是，随着负载上电压的变化，你的Ib不稳定。

因此一般来说，低端关在低端高端管在高端。

有没有特殊情况呢？是有的，比如npn在高端加自举电路维持一个稳定的ib。

暂不讨论。

一、H桥驱动电路图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。

电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。

4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.12及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。

如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。

要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。

根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。

图4.12 H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。

例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经 Q4回到电源负极。

按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向 转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。

图4.13 H桥电路驱动电机顺时针转动图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。

当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。

图4.13 H桥电路驱动电机逆时针转动二、使能控制和方向逻辑驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。

如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。

此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三极管。

基于上述原因，在实际驱动电路中通常 要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

图4.155 所示就是基于这种考虑的改进电路，它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。

4个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制 整个电路的开关。

而2个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。

npn三极管驱动电路摘要：一、npn 三极管简介1.npn 三极管的定义2.npn 三极管的分类3.npn 三极管的特性二、npn 三极管驱动电路的基本原理1.npn 三极管的工作原理2.npn 三极管的驱动条件3.npn 三极管的导通与截止三、npn 三极管驱动电路的设计与应用1.npn 三极管驱动电路的设计步骤2.npn 三极管驱动电路的元件选择3.npn 三极管驱动电路的应用领域四、npn 三极管驱动电路的优化与改进1.提高npn 三极管驱动电路的效率2.减小npn 三极管驱动电路的体积3.增强npn 三极管驱动电路的稳定性正文：pn 三极管是一种半导体器件，具有放大和开关等功能，广泛应用于电子设备中。

在了解npn 三极管驱动电路前，我们先来了解一下npn 三极管的基本知识。

pn 三极管，由n 型半导体、p 型半导体和n 型半导体组成，其发射极、基极和集电极分别由n 型半导体、p 型半导体和n 型半导体构成。

npn 三极管具有电流放大作用，当基极电流变化时，发射极和集电极之间的电流也会随之变化。

pn 三极管驱动电路，是指通过一定的电路连接方式，使npn 三极管工作在放大或开关状态的电路。

npn 三极管驱动电路的基本原理是利用基极电流控制发射极和集电极之间的电流，从而实现信号放大或开关控制。

在设计npn 三极管驱动电路时，需要考虑电路的工作电压、电流和速度等因素，选择合适的元件。

在应用npn 三极管驱动电路时，需要根据实际需求进行电路优化和改进，提高电路的性能。

总之，npn 三极管驱动电路是一种重要的电子电路，对电子设备的工作起着关键作用。

10种三极管开关驱动电路图
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7 光藕控制NPN三极管。

图8 光藕控制NPN三极管。

图9 光藕控制PNP三极管。

图10 光藕控制PNP三极管。

直流电机（H桥）驱动电路图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。

电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。

4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.12及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。

如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。

要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。

根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。

图4.12 H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。

例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经 Q4回到电源负极。

按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。

图4.13 H桥电路驱动电机顺时针转动图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。

当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。

图4.14 H桥驱动电机逆时针转动驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。

如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。

此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三极管。

基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

图4.155 所示就是基于这种考虑的改进电路，它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。

4个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。

而2个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。

开关三极管的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。

由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。

开关三极管简介：开关三极管的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。

由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。

开关三极管电路图：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，此时三极管乃工作于截止(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，此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。

开关三极管工作原理：截止状态当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，即为三极管的截止状态。

开关三极管处于截止状态的特征是发射结，集电结均处于反向偏置。

导通状态当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并且当基极的电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，即为三极管的导通状态。

开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结，集电结均处于正向偏置。

在作为开关应用的MOS管Q3的栅极S和激励信号之间增加Q1、Q2两只开关管，此两只开关管均为普通的晶体三极管，两只管串联连接，Q1为NPN型、Q2为PNP型，基极连接在一起（实际上是一个PNP、NPN互补的射极跟随器），两只管等效为两只在方波激励信号控制下轮流导通的开关。

当激励信号方波信号的正半周来到时，晶体三级管Q1{NPN}导通、Q2{PNP}截止，VCC 经过Q1导通对MOS开关管Q3的栅极充电，由于Q1是饱和导通，VCC等效于直接加到MOS管Q3的栅极，瞬间充电电流权大，充电时
当激励信号方波负半周来到时，晶体管Q3截止、Q2导通，MOS开关管Q3的栅极所冲的电荷，经过Q2迅速放点，由于Q2是饱和导通，放电时间极短，保证了MOS开关管Q3迅速的关
这样就克服了MOS管的输入为容性特性对开、关工作的不利因素，能很好的提高MOS 管开关速度。

三极管开关电路设计（电路结构、参数计算）电路结构如图1所示，三极管（开关电路）基本结构由基极电阻，集电极电阻（负载）组成。

图1 三极管开关电路基本结构有些人设计的开关电路就没有基极电阻，有可能不是他不知道这种电路结构，而是他不会调参数，不管怎么改变Rb，始终电路都没有进入饱和区，最后将Rb短接后发现电路正常了，导致他认为这样电路是可以用的。

事实上，没有基极电阻，如果说是（单片机）的IO口接的控制引脚，那么单片机（工程师）控制单片机IO口输出高电平的时候，IO口上的电压只有0.7V左右。

那是由于单片机IO口的（电流）只有10mA左右，不能给三极管提供足够大大的电流，以至于拉低电压至三极管b、e之间的导通电压0.7V左右。

当给三极管基极能够提供足够电流，而控制电压大于三极管b、e之间电压极限电压的时候就会烧坏三极管，如果没有大于它的极限电压，但是电流很大，时间久了就会导致三极管热损坏。

所以只有设置合适的基极电阻才能保证电路的可靠性。

该电路存在一个问题，就是控制端没有接任何东西就会出现高阻状态，三极管的工作状态是不确定的。

为了安全起见，没有对三极管进行控制的时候，应该让三极管工作在截止区，要想NPN型三极管截止，Ib就要很小，可以选择在三极管基极接一个下拉电阻，如图2所示。

取值是要远大于（10倍以上）Rb的，这样才能下拉电阻不影响对三极管的控制。

我我个人的取值习惯是100K。

图2 带下拉电阻的开关电路如果我们想驱动无源蜂鸣器，那么就要在控制端输入一个方波（信号）进行控制，这时候就需要三极管进行快速切换，想加快三极管切换速度就要如图3所示，在Rb上并联一个加速（电容）。

图3 带加速电容的三极管开关电路其原理是，电容两端的电压不能发生突变，那么控制端给一个高电平的瞬间，电容可以视为短路，此时的电流最大，因此加快了三极管的导通速度，这个暂态过程很快就结束了，电容充电完成后进入了稳态，电容就形如开路，而不影响电路的正常工作。