电路设计基础-3

三极管

三极管的基本结构

这是N型三极管，两个N型半导体，一个P型半导体，相当于两个背靠背的二极管组成的，但并不是外面两个二极管接一起，只有三极管内部形成这种结构才有三极管的功能。

这是P型三极管

三极管实物如下：

中间和两边的引脚可以各自构成一个二极管，N,P的区别只不过是两个二极管的方向不一样

三极管的功能

三极管的开关功能

三极管可以当成电子开关来使用，因为很多时侯我们都要实现自动化，物理开关就不行了，通过主控芯片MCU来控制。

可以讲三极管中的C和E等效成物理开关（如下）的A和B。

什么时候导通呢？

当b和e之间流过一个Ib电流的时候，这时候的话我们CE就会闭合。

简单来说就是当MCU输入一个高电平的时候，比如我输出一个3.3V，这时侯的话3.3v它就会经过电阻，然后经过be形成一个电流

ce闭合就会流过一个Ic电流

三极管开关电路设计注意事项

理想的开关只有“开”和“关”两种状态，

但是三极管不是一个理想的开关，它有“似开不开、似关不关”的第三种状态（放大）

三极管限流电阻应该怎么取

Ic若小于100mA这个电阻取个1k或者10k是不会有大问题的。如果你的Ic大一点点，比如会达到几百mA，甚至是一两安甚至是更高的电流的时候，这个时医一定要注意，这个电阻就不能用网上一些大神所谓的经验法则。三极管就会进入放大状态了，三极管发烫，然后电机不能正常工作。R4需要取到一个合适的值，取到合适的值电路就会正常工作。刚刚那个场景如果取到510R，就正常工作了。

就是说三极管当你作为一个开关来使用的时候，你的Rb电阻是一定不能够随便乱取的

这个电阻值应该怎么去取呢？

首先我们要知道，这个三极管它什么时候才能够工作在开与关这两种状态，而不会进入到第三种放大状态。

你只需要去看它的这一个VC两端的电压，或者是Ib与IC之间的关系。

如果想从电压角度来判断它是否有没有工作在一个饱和导通的状态，就看Vce

Vcc是电源供电电压，放大状态不能带大电流负载, β是放大系数

避免工作在放大的状态

三极管的β其实是会变化的，区间是很大的，通常在50到300之间，一般默认成100。

P型三极管开关电路设计注意事项

当三极管用作开关时，通常N型三极管控制负载的gnd端，P型三极管控制负载的Vcc端

开关控制负载接地线

开关控制负载的电源线（这是将N管转换成P管后的电路）

如果这个地方还是N管的话，这样三极管很容易发热的，特别是在功率相对比较高的一些场景

二极管压降：Vd，只有Vbe=Vd的时候才能导通，Vd一般等于0.7

e点电压只能到4.3V，因为Vbe压降必须是0.7V，所以Vce永远都不可能达到一个最小的导通电压,Vce之间压差太大了，当你流过一个比较大电流的时候，三极管的发热量就会特别严重，解决这个问题最简单的办法就是采用P管。

P管的这一个电流方向跟我们N管刚好是相反的

就可以避免Vbe的最小压降

当三极管用作开关时，通常N型三极管控制负载的gnd端，P型三极管控制负载的Vcc端

N型三极管和P型三极管的特性对比

N型三极管和P型三极管的工作逻辑相反

三极管的输出反相功能

三极管集电极信号与输入信号的逻辑相反，所以可以利用三极管对信号进行反相

这个反向功能可以用来做什么呢？

没有P管的时候利用N管的反向功能就能实现逻辑反向

三极管的基极下拉电阻的重要性

给N型三极管的基极加下拉电阻可以改善噪声的干扰

加上这个10kΩ的电阻相当于接地了。

P管是接上拉电阻

三极管的最大耐压

三极管并不是一个理想开关，每个三极管都有其最大耐压值

三极管断开状态，但是并不代表没有电流，承受不住电压时候就有电流流过

Vbe最脆弱（耐压值最小，一般不看电路有多个电源才关注Vbe的耐压），其次Vce（最需要关注的），再就是Vcb（一般不看）