如何使用三極管做電子開關(guān)（原理/狀態(tài)）

三極管的發(fā)明使人類真正進入了半導(dǎo)體時代，今天我們就來講一講如何在電子設(shè)計當中應(yīng)用三極管。

相信大家都學(xué)過這個小玩意兒，三極管原理我想大家都知道，但是用三極管做過項目的同學(xué)就不多了，更多的小伙伴是學(xué)完之后就不管了，甚至連三極管的真身都沒有見過。

現(xiàn)在給大家展示如何使用三極管做電子開關(guān)。比如用三極管去控制一個電機、小燈或者小喇叭等等。

原理簡述

三極管是如何工作的呢？

原理很簡單，通過給B極施加電流，來控制流過C、E極間的電流。

下面通過三極管的兩個狀態(tài)來簡述三極管的工作原理。

為了讓大家更便于理解，這里我們對三極管的型號不做要求，更多的是講述它的根本原理，而不是把時間在細枝末節(jié)上。

三極管一共有三個狀態(tài)，分別是截止狀態(tài)、飽和狀態(tài)和放大狀態(tài)。

今天先講一下三極管的截止和飽和狀態(tài)，先不講放大狀態(tài)，我怕講多了，你們看到一半不耐煩，然后我文章的閱讀完成率會很低，這樣還會影響最終的閱讀量的不是，沒有閱讀量的話，我這也是拿不到頭條的收益的，所以大家要多花點時間讀完，這樣今晚的雞腿就有著落了^_^。

要知道三極管這點東西在課本上那是要講幾十頁的，所以我這里就只講述核心思想。

截止狀態(tài)

如下圖所示，我們給三極管串聯(lián)了一個100Ω的電阻，然后給它加上12V的電壓，這時候這個三極管就處于截止狀態(tài)，因為此時C、E極之間是斷開的，沒有電流流過（其實此時也會有電流，只不過很小，小到可以忽略不計），造成這種情況的原因是B極是斷開的，沒有把這個三極管激活，它就會呈現(xiàn)這種截止狀態(tài)。

簡單吧，截止狀態(tài)我們就講完了。

然后再稍微延伸一點，如果此時繼續(xù)把12V增大呢？

比如說增大到100V或者1000V？

這時候三極管會被擊穿，會造成永久性的損壞，三極管也是有耐壓的，所以在使用三極管的時候一定要清楚它的參數(shù)。

飽和狀態(tài)

大家知道飽和是什么意思嗎？

學(xué)過化學(xué)的應(yīng)該都知道，最具代表性的就是鹽溶于水了，所謂飽和就是一直往水里加鹽，一直加到鹽不溶于水為止，我們稱此時的狀態(tài)為飽和狀態(tài)。

三極管這個飽和狀態(tài)與鹽溶于水道理是一樣的。

下面來看看三極管是如何飽和的。

飽和狀態(tài)下，B極是有電流通過的。

現(xiàn)在，我們給B極通電，把它接在12V的電源上，中間串聯(lián)一個三極管來限流。

最開始，我們讓R2趨近于無窮大，這時候流過三極管B、E間的電流幾乎為0，此時三極管CE極電壓為12V，CE極之間沒有電流流過，此時三極管還是截止狀態(tài)。

接下來，我們開始減小R2的阻值，這時候流過B、E間的電流會開始增加，三極管這時就會被喚醒，CE極就會有電流流過，CE極電壓這時候也就不是12V了，它的電壓會隨著流過BE之間的電流增大而減小，CE極電壓越小，流過CE極的電流越大，為什么呢？

因為R1和三極管是串聯(lián)，流過它們的電流肯定是一樣的，根據(jù)歐姆定律，我們可以計算出流過R1的電流。

計算方法：

電流 i=（12V-CE極之間的電壓）100

由此我們可以看出要使電流i增大的方法只有一個，那就是減小CE極之間的電壓。

怎么減小CE極之間的電壓呢？

上面剛說了，增大BE之間的電流，而增大三極管BE極之間的方法是減小R2的阻值。

我們繼續(xù)讓BE極間的電流增大，此時三極管CE極之間的電壓繼續(xù)減小，這個CE極之間的電壓也不會一直隨著BE電流增大（只需要很小的電流就可以，一般幾毫安）而無限減小，等它減小到0.2V之后，后面即使你再增大BE電流，這個0.2V也基本上不會再減小了，我們就稱0.2V是它的飽和值。

飽和值的意義

當CE極電壓達到飽和值（0.2V）時，這個電路能獲得最大的輸出電流。

看公式就知道了

i=（12V-CE極之間的電壓）100

此時三極管的分壓在這里都快可以忽略不計了，因為它的分壓太小了，99%的電壓都會施加在我們需要的負載上，三極管這時候承擔的是電子開關(guān)的作用。

當B極沒有電流時，三極管等于是斷路，此時沒有電流可以流過負載。

當B極有電流通過時（根據(jù)飽和狀態(tài)計算得來的），我們可以把三極管看做是短路，因為飽和電壓一般可以忽略，這時候可以看做是電源電壓直接施加給了負載，三極管在這里僅僅充當電子開關(guān)的作用。

飽和曲線

下圖是流過CE極電流與BE極之間的關(guān)系，流過CE極的電流會隨著BE間的電流增大而增大，在達到飽和值之后，無論我們再怎么增加BE間電流、CE間電流都不怎么會變化了（變化微乎其微），且CE間電流不會超過120ma，你知道為什么嗎？歡迎在下方留言，正確答案筆者都會給點贊！

應(yīng)用場景

三極管的截止狀態(tài)和飽和狀態(tài)一般在電路中充當電子開關(guān)的作用。

截止狀態(tài)對應(yīng)的是負載的關(guān)，而飽和狀態(tài)對應(yīng)的負載的開！

編輯：黃飛

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