三極管的應(yīng)用有截止、放大、飽和三種狀態(tài)。放大狀態(tài)主要是對(duì)模擬信號(hào)而言，而且用法的計(jì)算內(nèi)容比較復(fù)雜，暫時(shí)我們用不到。而我們數(shù)字電路主要使用三極管的開(kāi)關(guān)特性，因此我們只用到了截止與飽和兩種狀態(tài)，所以我們只講這兩種用法。三極管的類(lèi)型和用法我給大家總結(jié)了一句口訣，大家要把這句口訣記牢了：箭頭朝內(nèi)pnp，導(dǎo)通電壓順箭頭過(guò)，電壓導(dǎo)通，電流控制。
下面我們一句一句來(lái)解析口訣。大家可以看圖1，三極管有2種類(lèi)型，箭頭朝內(nèi)就是pnp，箭頭朝外自然就是npn了，在實(shí)際應(yīng)用中，往往我們要根據(jù)實(shí)際電路需求來(lái)選擇到底用哪種類(lèi)型，大家用幾次估計(jì)就會(huì)了，很簡(jiǎn)單。
圖1三極管示意圖
三極管的用法特點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)在于b極(基極)和e級(jí)(發(fā)射極)之間的電壓情況，對(duì)于pnp而言，e極電壓只要高于b級(jí)0.7v以上，這個(gè)三極管e級(jí)和c級(jí)之間就可以順利導(dǎo)通。也就是說(shuō)，控制端在b和e之間，被控制端是e和c之間。同理，npn型三極管的導(dǎo)通電壓是b極比e極高0.7v，總之是箭頭的始端比末端高0.7v就可以導(dǎo)通三極管的e極和c極。這就是關(guān)于“導(dǎo)通電壓順箭頭過(guò)，電壓控制”的解釋?zhuān)覀儊?lái)看圖1。
圖2三極管的用法
我們以圖1為例介紹一下。三極管基極通過(guò)一個(gè)10k的電阻接到了單片機(jī)的一個(gè)io口上，發(fā)射極直接接到5v的電源上，集電極接了一個(gè)led小燈，并且串聯(lián)了一個(gè)1k的限流電阻最終接到了電源負(fù)極gnd上。
如果leds6我們程序給一個(gè)高電平1，那么基極b和發(fā)射極e都是5v，也就是說(shuō)e到b不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)0.7v的壓降，這個(gè)時(shí)候，發(fā)射極和集電極也就不會(huì)導(dǎo)通，那么豎著看這個(gè)電路在三極管處是斷開(kāi)的，所以沒(méi)有電流通過(guò)，led2小燈也就不會(huì)亮。如果我們程序給leds6的位置一個(gè)低電平0，而e極是個(gè)5v，產(chǎn)生壓差就會(huì)導(dǎo)通，三極管e和b之間大概有0.7v的電壓，那還有(5-0.7)v的電壓會(huì)在電阻r47上。這個(gè)時(shí)候，e和c之間也會(huì)導(dǎo)通了，那么led小燈本身有2v的壓降，三極管本身e和c之間大概有0.2v的壓降，我們忽略不計(jì)。那么在r41上就會(huì)有大概3v的壓降，可以計(jì)算出來(lái)，這條之路的電流大概是3ma，可以成功點(diǎn)亮led。
最后一個(gè)概念，電流控制。前邊講過(guò)，三極管有截止，放大，飽和三個(gè)狀態(tài)，截止就不用說(shuō)了，只要e和b之間不導(dǎo)通即可。我們要讓這個(gè)三極管處于飽和狀態(tài)，就是我們所謂的開(kāi)關(guān)特性，必須要滿(mǎn)足一個(gè)條件。三極管都有一個(gè)放大倍數(shù)β，要想處于飽和狀態(tài)，b極電流就必須大于e和c之間電流值除以β。這個(gè)β，對(duì)于常用的三極管大概可以認(rèn)為是100。那么上邊的r47的阻值我們必須要來(lái)計(jì)算一下了。
剛才我們算過(guò)了，e和c之間的電流是3ma，那么b極電流最小就是3ma除以100等于30ua，大概有4.3v電壓會(huì)在基極電阻上，那么基極電阻最大值就是4.3v/30ua=143k。只要比這個(gè)值小就可以，當(dāng)然也不能太小，stc89c52rc的io口輸入電流最大理論值是25ma，我推薦不要超過(guò)10ma。