硬件基础（3）：三极管（3）：三极管作为开关的时候为什么设置其工作在截止区和饱和区
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三极管作为开关时候的工作状态
为什么选择这两个工作区
三极管作为开关时候的工作状态
三极管作为开关时，通常会设置其工作在截止区和饱和区，这是因为这两个区域能有效地控制电流的通断，从而达到开关的功能。
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截止区：在截止区时，三极管的基极-发射极电压低于开启电压，导致基极电流非常小甚至为零，三极管不导电，处于“关闭”状态。这时候集电极与发射极之间的电流几乎为零，相当于开关断开，电路没有电流流过。
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饱和区：在饱和区时，三极管的基极-发射极电压足够大，基极电流也足够大，三极管进入“导通”状态。集电极-发射极之间的电压降非常小，电流几乎不受限制，相当于开关闭合，电路完全导通。
饱和时，Ic最大，集电极和发射之间的内阻最小，电压 Vce 只有0.2 V ~ 0.3 V，Vce < Vbe，发射结和集电结均处于正向电压。三极管没有放大作用，集电极和发射极相当于短路，此时三极管完全导通，发射极和集电极之间是一根导线，基本上没有功耗，所以为了降低功耗，使得三极管导通的时候工作在饱和区。
三极管工作在饱和区域的时候，Uce基本为0，Ic从c流向e，可以把c、e之间看成是一根导线。
为什么选择这两个工作区
- 截止区：能确保三极管不导电，开关断开。
- 饱和区：确保三极管完全导通，开关闭合，且处于饱和状态时，集电极与发射极之间的电压降非常小（接近零），减少功耗。
如果工作在放大区，那么 Vce 的电压就很难确定了，这会导致当我们想要高低电平的时候，结果得到一个中间态：
易得：Urc + Uce = Vcc，显然，Ib 越大，那么 Urc = β * Ib * Rc 越大，若工作在放大区，那么 Ic = β * Ib，若 Ib 很小，那么 Urc 也比较小，此时Uce之间就会存在电压，此时三极管并非完全导通，细细想下，在放大区 Vce 电压其实是并不确定的，此时c、e之间不在是一根导线，而是存在一定的功耗。
如果我们继续增大Ib，那么Uce会变成负的吗？
Uce＜0是不可能的，因为如果电压反向，那么电流也要反向，这显然是不成立的。实际Uce也就继续保持接近于0，那么也就是说此时Ic的实际电流是小于β*Ib的，此时电路已经满足不了β的放大倍数，三极管已经不是在放大状态，而是进入饱和状态了。
但是如果 Ib 足够大，此时工作在饱和区，那么Urc = Vcc时，Vce = Vcc - Urc = 0，此时c、e之间相当于短接了，可以认为是一根导线，三极管完全导通。
这样，三极管作为开关使用时，能在截止区和饱和区之间切换，实现电路的开关控制。