【導(dǎo)讀】 本文總結(jié)下關(guān)于NPN和PNP兩種型號(hào)三極管的使用和連接方法。在單片機(jī)應(yīng)用電路中三極管主要的作用就是開關(guān)作用。
本文總結(jié)下關(guān)于NPN和PNP兩種型號(hào)三極管的使用和連接方法。在單片機(jī)應(yīng)用電路中三極管主要的作用就是開關(guān)作用。
PNP與NPN兩種三極管使用方法
上圖中，橫向左側(cè)的引腳叫做基極b，有一個(gè)箭頭的是發(fā)射極e，剩下的一個(gè)引腳就是集電極 c。
首先來說一下NPN型，這種型號(hào)的三極管在用于開關(guān)狀態(tài)時(shí)，大都是發(fā)射極接地，集電極接高電平，基極接控制信號(hào)。
其次對(duì)于PNP型的三極管，用于開關(guān)狀態(tài)時(shí)，一般都是發(fā)射極接高電平，基極接控制信號(hào)。三極管導(dǎo)通時(shí)，電流從發(fā)射極流向集電極。
三極管的開關(guān)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)。
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(duì)于PNP 而言，e 極電壓只要高于 b 級(jí) 0.7V 以上，這個(gè)三極管 e 級(jí)和 c 級(jí)之間就可以順利導(dǎo)通。
同理，NPN 型三極管的導(dǎo)通條件是 b 極比 e 極電壓高 0.7V。
總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。
以上圖PNP三極管為例，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)。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。
三極管飽和狀態(tài)
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)。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(duì)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。剛才我們算過了，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 口電流過大燒壞三極管或者單片機(jī)。
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