1、三極管開關(guān)的斷開和閉合
開關(guān)，無非有兩種狀態(tài)——斷開和閉合，斷開時(shí)，沒有電流通過；閉合時(shí)，有電流通過。如圖1-1所示就是三極管開關(guān)的這兩種狀態(tài)，圖中三極管基極-發(fā)射極極間沒有獲得正向偏置而截止，此時(shí)，理論上三極管的集電極-發(fā)射極間相當(dāng)于斷開，沒有電流通過，基極電流Ib為0，集電極電流Ic負(fù)載Rc不工作。
圖1-1 三極管的斷開狀態(tài)（三極管截止）
圖1-2中，三極管的基極-發(fā)射極在+Vbb作用下獲得正向偏置，基極Ib足夠大的話就可以令三極管工作于飽和區(qū)，集電極電流達(dá)到飽和值，此時(shí)，理論上三極管的集電極-發(fā)射極間相當(dāng)于短路，于是電流經(jīng)過負(fù)載Rc，負(fù)載Rc工作，現(xiàn)實(shí)中，飽和狀態(tài)下的三極管集電極-發(fā)射極間存在一個(gè)非常小的電壓。
圖 1-2 三極管的閉合狀態(tài)（三極管飽和）
2、三極管開關(guān)中一些簡單的計(jì)算
由于負(fù)載電阻、三極管參數(shù)等不同，為了能在不同條件下都順利設(shè)計(jì)并使用三極管開關(guān)，需要進(jìn)行一些簡單的計(jì)算。
當(dāng)三極管開關(guān)斷開時(shí)（截止?fàn)顟B(tài)），很簡單，那么就沒有電流流過三極管，所以Vce和Vcc相等，即：
式（1.1）中下標(biāo)Cutoff表示截止的意思，此時(shí)三極管集電極電壓就是電源電壓，集電極電路Ic=0。
當(dāng)三極管開關(guān)閉合時(shí)（飽和），經(jīng)過負(fù)載Rc的電流Ic達(dá)到飽和值Ic(sat)，根據(jù)歐姆定律，經(jīng)過負(fù)載Rc的電流等于其兩端電壓除以電阻，于是有：
其中，Ic(sat)的下標(biāo)“sat”表示飽和的意思，Ic(sat)是電路中三極管集電極C極電流Ic所能達(dá)到的最大值，此時(shí)集電極電流Ic=Ic(sat)，Vce=Vce(sat)
將截止?fàn)顟B(tài)和飽和狀態(tài)在坐標(biāo)中表示出來，就是三極管的負(fù)載線，如圖1-3所示。
圖1-3 三極管DC負(fù)載線
根據(jù)上述只要知道了Vcc、Vce(sat)、Rc數(shù)值就可以把Ic(sat)計(jì)算出來。
3、三極管開關(guān)的實(shí)例計(jì)算
根據(jù)圖1-4所示電路求解：
1、當(dāng)三極管開關(guān)斷開時(shí)（截止），如果Vin=0V，Vce=?;
2、如果想讓三極管開關(guān)完全閉合（飽和），則基極電流Ib至少為多大？
3、如果Vin=5V,基極電阻Rb最大值為多少？
圖1-4 三極管的開關(guān)參數(shù)
（1）當(dāng)三極管開關(guān)斷開時(shí)，根據(jù)上述式（1.1），可知：
（2）根據(jù)式（1.2），可得（其中一般Vce(sat)=0.2V）
在飽和區(qū)，三極管直流增益hfe要“打折”，假設(shè)hfe為50，可以求得基極最小電流為：
此時(shí)基極電流Ib已經(jīng)令三極管達(dá)到飽和的狀態(tài)，Ic=Ic(sat)，如果繼續(xù)提高Ib會讓三極管進(jìn)入深度飽和狀態(tài)，集電極電流Ic不會再增加了。
（3）三極管飽和時(shí)，其基極-發(fā)射極間電壓Vbe=0.7V，于是根據(jù)歐姆定律可得：
以上的結(jié)果說明，當(dāng)Vcc=10V、Vin=5V、Rb=22kΩ時(shí)，三極管開關(guān)閉合，并能向負(fù)載Rc提供約9.8mA的電流；如果Vin=0，則三極管開關(guān)斷開。
審核編輯：劉清
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