[摘抄]PNP与NPN三极管开关特性

三极管的作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路，对电流信号进行放大；数字电路主要使用三极管的开关特性，只用到截止和饱和状态。

此处主要讲它的开关特性：

NPN与PNP示意图

基极 b(base)，发射极 e（emitter），集电极 c（collector）。

参考网上看到的一句口诀：箭头朝内PNP，箭头朝外NPN，导通电压顺箭头过，电压导通，电流控制；

对于三极管的开关特性分析，主要是看基极与发射极之间的电压情况。对PNP，只要e极电压比b高0.7V以上，e、c之间就可以导通；同样对NPN，只要b极电压比e高0.7V以上,e、c之间就可以导通。

总之是箭头的始端比末端高 0.7V 就可以导通三极管的 e 极和 c 极。

所以，NPN型三极管，b作为控制端，高电平导通，低电平关断；PNP型三极管，高电平关断，低电平导通。

以NPN型三极管为例，如果处于截止状态，则三极管关断，be电压(发射结正向偏置)小于开启电压，ce电压大于be电压；如果处于饱和状态，则三极管导通，be电压(发射结正向偏置)大于开启电压，ce电压小于be电压，一般be电压为0.7V，ce电压为0.3V。

 

三极管的用法举例

我们以上图为例介绍一下。三极管基极通过一个 10K 的电阻接到了单片机的一个 IO口上，假定是 P1.0，发射极直接接到 5V 的电源上，集电极接了一个 LED 小灯，并且串联了一个 1K 的限流电阻最终接到了电源负极 GND 上。如果 P1.0 由我们的程序给一个高电平 1，那么基极 b 和发射极 e 都是 5V，也就是说 e到 b 不会产生一个 0.7V 的压降，这个时候，发射极和集电极也就不会导通，那么竖着看这个电路在三极管处是断开的，没有电流通过，LED2 小灯也就不会亮。如果程序给 P1.0 一个低电平 0，这时 e 极还是 5V，于是 e 和 b 之间产生了压差，三极管 e 和 b 之间也就导通了，三极管 e 和 b 之间大概有 0.7V 的压降，那还有（5-0.7）V 的电压会在电阻 R47 上。

这个时候，e 和 c 之间也会导通了，那么 LED 小灯本身有 2V 的压降，三极管本身 e 和 c 之间大概有 0.2V的压降，我们忽略不计。那么在 R41 上就会有大概 3V 的压降，可以计算出来，这条支路的电流大概是 3mA，可以成功点亮 LED。最后一个概念，电流控制。前边讲过，三极管有截止，放大，饱和三个状态

，截止就不用说了，只要 e 和 b 之间不导通即可。我们要让这个三极管处于饱和状态，就是我们所谓的开关特性，必须要满足一个条件。三极管都有一个放大倍数β，要想处于饱和状态，b 极电流就必须大于 e 和 c 之间电流值除以β。这个β，对于常用的三极管大概可以认为是 100。

那么上边的 R47 的阻值我们必须要来计算一下了。刚才我们算过了，e 和 c 之间的电流是 3mA，那么 b 极电流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA，大概有 4.3V 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。电阻值只要比这个值小就可以，当然也不能太小，太小会导致单片机的 IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机，STC89C52 的 IO 口输入电流最大理论值是 25mA，我推荐不要超过 6mA，我们用电压和电流算一下，就可以算出来最小电阻值，我们上图取的是经验值。

 

 

转自：zhuanlan.zhihu.com/p/143366794，http://www.elecfans.com/yuanqijian/sanjiguang/201909051066013.html