(完整版)三極管的基本知識(shí)講解

1、三極管的基本知識(shí)講解三極管的初步認(rèn)識(shí)三極管是一種很常用的控制和驅(qū)動(dòng)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(jìn)行講解。三極管有2 種類型，分別是PNP型和NPN型。先來認(rèn)識(shí)一下，如下圖所示。三極管一共有3 個(gè)極，橫向左側(cè)的引腳叫做基極 (base) ，中間有一個(gè)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(gè)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(jì)算方法也比較復(fù)雜，我

2、們暫時(shí)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(gè)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(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)在于b 極（基極）和e 級(jí)（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(jí) 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(gè)電壓大概為0.3V ）， 這個(gè)三極管e 級(jí)和c 級(jí)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(gè)10K的電阻接到了單片機(jī)的一個(gè)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(gè)LED小燈，并且串聯(lián)了一個(gè)1K 的限流電阻最終接到了電源負(fù)極GND上。如果P1.0 由我們的程序給一個(gè)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)0.7V的壓降， 這個(gè)時(shí)候， 發(fā)射極和集電極也就不會(huì)導(dǎo)通，那么豎著看這個(gè)電路在三極管處是斷開的，沒有電流通過，LED2小燈也就不會(huì)亮。如果程序

4、給P1.0 一個(gè)低電平 0 ，這時(shí) 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(huì)在電阻 R47 上。這個(gè)時(shí)候， e和 c 之間也會(huì)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(jì) （三極管導(dǎo)通后本身的壓降在開關(guān)作用時(shí)多忽略不計(jì)處理）。那么在 R41上就會(huì)有大概3V 的壓降，可以計(jì)算出來，這條支路的電流大概是3mA ，可以成功點(diǎn)亮 LED 。最后一個(gè)概念，電流控制。前邊講過，三極管有截止，放大，飽和三個(gè)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(gè)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(gè)條件。三極管都有一個(gè)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(gè)，對于常用的三極管大概可以認(rèn)為是100 。那么就必須考慮R47 的阻值了。在上面的計(jì)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(huì)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(gè)值小就可以，當(dāng)然也不能太小， 太小會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的IO