三極管的工作原理及使用用法

Word三極管的工作原理及使用用法三極管是（電子）電路中最重要的器件，它最主要的功能是（電流）放大和開關(guān)作用。

三極管按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管，兩者除了（電源）極性不同外，其（工作原理）都是相同的，

常見的三極管為9012、s8550、9013、s8050.（單片機(jī)）應(yīng)用電路中三極管主要的作用就是開關(guān)作用。其中9012與8550為pnp型三極管，可以通用。其中9013與8050為npn型三極管，可以通用。

NPN型三極管，由2塊N型（半導(dǎo)體）和1塊P型半導(dǎo)體組成，P型半導(dǎo)體在中間，兩塊N型半導(dǎo)體在兩側(cè)。

PNP型三極管，是由2塊P型半導(dǎo)體中間夾著1塊N型半導(dǎo)體所組成的三極管，所以稱為PNP型三極管。也可以描述成，電流從發(fā)射極E流入的三極管。

1三極管的工作原理

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)。

我們一般所說的普通三極管是具有電流放大作用的器件。其它的三極管也都是在這個(gè)原理基礎(chǔ)上功能延伸。三極管的結(jié)構(gòu)和符號如下圖所示。

NPN和PNP主要是電流方向和電壓正負(fù)不同。

這里以NPN型三極管為例來說說它的工作原理。?

它就是一個(gè)以b（基極）電流Ib來驅(qū)動流過ce的電流Ic的器件，它的工作原理很像一個(gè)可控制的閥門。?

左邊細(xì)管子里藍(lán)色的小水流沖動杠桿使大水管的閥門開大，就可允許較大紅色的水流通過這個(gè)閥門。當(dāng)藍(lán)色水流越大，也就使大管中紅色的水流更大。如果放大倍數(shù)是100，那么當(dāng)藍(lán)色小水流為1千克/小時(shí)，那么就允許大管子流過100千克/小時(shí)的水。同理，當(dāng)三極管的放大倍數(shù)為100時(shí)，當(dāng)Ib（基極電流）為1mA時(shí)，就允許100mA的電流通過Ice。

兩種三極管的工作原理總結(jié)如下：

NPN的發(fā)射極(e)接地，集電極(c)接高電平，基極(b)接控制（信號），用b-e的電流（Ib）控制c-e的電流（Ic），e極電位最低，且正常放大時(shí)通常c極電位最高，即Vc>Vb>Ve。三極管導(dǎo)通，電流從c極流向e極。

PNP的發(fā)射極(e)接高電平，集電極(c)接低電平，基極(b)接控制信號，用e-b的電流（Ib）控制e-c的電流（Ic），e極電位最高，且正常放大時(shí)通常c極電位最低，即Vc

這個(gè)時(shí)候，e和c之間也會導(dǎo)通了，那么LED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)。那么在R41上就會有大概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。

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)β，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β。這個(gè)β，對于常用的三極管大概可以認(rèn)為是100。

那么上邊的R47的阻值我們必須要來計(jì)算一下了。剛才我們算過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(gè)值小就可以，當(dāng)然也不能太小，太小會導(dǎo)致單片機(jī)的IO口電流過大燒壞三極管或者單片機(jī)，IO口輸入電流最大理論值是25mA，我（推薦）不要超過6mA