三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點開關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。它經(jīng)常在開關(guān)中被應(yīng)用，下文介紹三極管做開關(guān)的常用電路畫法及使用誤區(qū)。

三極管做開關(guān)的常用電路一

圖一的a 電路用的是NPN管，注意蜂鳴器接在三極管的集電極，驅(qū)動信號可以是常見的3.3V或者5VTTL，高電平開通，電阻按照經(jīng)驗法可以取4.7K。例如a電路，開通時假設(shè)為高電平5V，基極電流Ib=（5V-0.7V）/4.7K=0.9mA，可以使三極管完全飽和。b 電路用的是PNP管，同樣把蜂鳴器接在三極管的集電極，不同的是驅(qū)動信號是5V的TTL電平。以上這兩個都可以正常工作，只要PWM驅(qū)動信號工作在合適的頻率，蜂鳴器（有源）都會發(fā)出最大的聲音。

圖一

三極管做開關(guān)的常用電路二

圖一的a 電路用的是NPN管，注意蜂鳴器接在三極管的集電極，驅(qū)動信號可以是常見的3.3V或者5VTTL，高電平開通，電阻按照經(jīng)驗法可以取4.7K。例如a電路，開通時假設(shè)為高電平5V，基極電流Ib=（5V-0.7V）/4.7K=0.9mA，可以使三極管完全飽和。b 電路用的是PNP管，同樣把蜂鳴器接在三極管的集電極，不同的是驅(qū)動信號是5V的TTL電平。以上這兩個都可以正常工作，只要PWM驅(qū)動信號工作在合適的頻率，蜂鳴器（有源）都會發(fā)出最大的聲音。

圖二

三極管做開關(guān)的使用誤區(qū)

我們再來看圖三這兩個電路。驅(qū)動信號為3.3VTTL電平，而被驅(qū)動器件開通電壓需要5V。在3.3V的MCU電路中，不小心的話很容易就設(shè)計出這兩種電路，而這兩種電路都是錯誤的。先分析e電路，這是典型的“發(fā)射極正偏，集電極反偏”的放大電路，或者叫射極輸出器。當PWM信號為3.3V時，三極管發(fā)射極電壓為3.3V-0.7V = 2.6V，無法達到期望的5V。圖三f電路也是一個很失敗的電路，首先這個電路開通是沒有問題的，當驅(qū)動信號為低電平時，被驅(qū)動器件可以正常動作。然而這個電路是無法關(guān)斷的，當驅(qū)動信號PWM為3.3V高電平的時候，Ube = 5V - 3.3V = 1.7V仍然可以使三極管開通，于是無法關(guān)斷。在這里，有人會說用過這個電路，沒有問題啊，而且MCU的電壓也是3.3V。我說你用的肯定是OD（開漏）驅(qū)動方式，而且是真正的OD或者是5V容忍的OD，比如STM32的很多IO口都可以設(shè)置為5V容忍的OD驅(qū)動方式（但是有些是不行的）。當驅(qū)動信號為OD門驅(qū)動方式時，輸出高電平，信號就變成了高阻態(tài)，流過基極的電流為零，三極管可以有效關(guān)斷，這個時候f電路依然有效。

圖三

三極管做開關(guān)的最優(yōu)電路

圖四

綜合以上幾種電路的情況分析，得到圖四這兩種個人認為是最優(yōu)的驅(qū)動電路，與圖一不同的是，圖四在基極與發(fā)射極之間多加了一個100K的電阻，這個電阻也是有一定作用的，可以讓三極管有一個已知的默認狀態(tài)。當輸入信號去除的時候，三極管還處于關(guān)斷狀態(tài)。在安全和穩(wěn)定的方面考慮，多加的這個電阻還是很有必要的，或者說可以讓三極管工作在更好的開關(guān)狀態(tài)。