【導讀】 本文總結下關于NPN和PNP兩種型號三極管的使用和連接方法。在單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。
本文總結下關于NPN和PNP兩種型號三極管的使用和連接方法。在單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。
PNP與NPN兩種三極管使用方法
上圖中，橫向左側的引腳叫做基極b，有一個箭頭的是發射極e，剩下的一個引腳就是集電極 c。
首先來說一下NPN型，這種型號的三極管在用于開關狀態時，大都是發射極接地，集電極接高電平，基極接控制信號。
其次對于PNP型的三極管，用于開關狀態時，一般都是發射極接高電平，基極接控制信號。三極管導通時，電流從發射極流向集電極。
三極管的開關原理
三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態。
放大狀態主要應用于模擬電路中，且用法和計算方法也比較復雜，我們暫時用不到。
而數字電路主要使用的是三極管的開關特性，只用到了截止與飽和兩種狀態。
三極管的用法特點，關鍵點在于 b 極（基極）和 e 級（發射極）之間的電壓情況，對于PNP 而言，e 極電壓只要高于 b 級 0.7V 以上，這個三極管 e 級和 c 級之間就可以順利導通。
同理，NPN 型三極管的導通條件是 b 極比 e 極電壓高 0.7V。
總之是箭頭的始端比末端高 0.7V 就可以導通三極管的 e 極和 c 極。
以上圖PNP三極管為例，基極通過一個 10K 的電阻接到了單片機的一個 IO口上，假定是 P1.0，發射極直接接到 5V 的電源上，集電極接了一個 LED 小燈，并且串聯了一個 1K 的限流電阻最終接到了電源負極 GND 上。
如果 P1.0 由我們的程序給一個高電平 1，那么e到 b 不會產生一個 0.7V 的壓降，這個時候，發射極和集電極也就不會導通，那么豎著看這個電路在三極管處是斷開的，沒有電流通過，LED2 小燈也就不會亮。
如果程序給 P1.0 一個低電平 0，這時 e 極還是 5V，于是 e 和 b 之間產生了壓差，三極管 e 和 b 之間也就導通了，三極管 e 和 b 之間大概有 0.7V 的壓降，那還有（5-0.7）V 的電壓會在電阻 R47 上。這個時候，e 和 c 之間也會導通了，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。那么在 R41 上就會有大概 3V 的壓降，可以計算出來，這條支路的電流大概是 3mA，可以成功點亮 LED。
三極管飽和狀態
最后一個概念，電流控制。前邊講過，三極管有截止，放大，飽和三個狀態。我們要讓這個三極管處于飽和狀態，就是我們所謂的開關特性，必須要滿足一個條件。三極管都有一個放大倍數β，要想處于飽和狀態，b 極電流就必須大于 e 和 c 之間電流值除以β。這個β，對于常用的三極管大概可以認為是 100。
那么上邊的 R47 的阻值我們必須要來計算一下了。剛才我們算過了，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 電壓會落在基極電阻上，那么基極電阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。電阻值只要比這個值小就可以，當然也不能太小，太小會導致單片機的 IO 口電流過大燒壞三極管或者單片機。
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