三极管开关电路设计

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1、三极管开关电路设计NPN和PNP作为开关管的设计技巧以及全系列三极管参数1.1NPN与PNP的区别NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。NPN是用B→E的电流（IB）控制C—E的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即VC>VB>VE。PNP是用E→B的电流（IB）控制E—C的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即VC

2、图1 NPN与PNP 工作状态 PNP NPN截止UebUcUc>Ub放大Ueb>UonUbe>UonUb>UcUc>Ub饱和Ueb>UonUbe>UonUbUon，三极管导通，其中一般Ue接地，则只需控制Ub,使Ub>Uon即可使之导通。对于PNP来说，使UebUon，三极管导通，其中一般Uc接地，所以要使三极管导通既要控

3、制Ue又要控制Ub使Ueb>Uon才行。所以一般是Ue为某个固定电压值，只通过控制Ub来就可以控制三极管的导通与断开。对比NPN与PNP可知：NPN做开关时，适合放在电路的接地端使用，如图2里面Q6；PNP做开关时，适合放在电路的电源端使用，如图3。我们一般使用芯片I/O口来控制LED灯，I/O口的逻辑电平一般为高电平3V左右，低电平为0.3V左右。因此可以直接控制NPN管开关，如图2里面的Q6；一般不直接控制PNP管，如图3。我们前控板设计LED的控制电路采用如下图2的NPN三极管对地较为合适，并且双色灯最好是

4、使用共阳双色灯。以双色灯的控制为例，如下图2所示图2 双色灯的控制图2中Q6,Q4是放在发光二极管的接地端只需要Ub>0.7V即可导通。图3 电源的控制图3中Q35就放在电源端，E为固定12V,只需控制B极来导通三极管。 以下是普遍用法：NPN基极高电压，集电极与发射极短路.低电压，集电极与发射极开路.也就是不工作。PNP基极高电压.集电极与发射极开路，也就是不工作。如果基极加低电位，集电极与发射极短路。a.如果输入一个高电平，而输出需要一个低电平时，首选择npn。b.如果输入一个低电平，而输出需要一个低电平时，

5、首选择pnp。c.如果输入一个低电平，而输出需要一个高电平时，首选择npn。d.如果输入一个高电平，而输出需要一个高电平时，首选择pnp。1.3三极管使用时钳制电压的问题、    图4 电源的控制    如上图4，在POWER_UP与三极管b极之间必须要串个电阻，否则当三极管导通后，POWER_UP位置电压会被钳制在0.7V，设计时候应当注意。NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同，说得“专业”一点，就是“极性”问题。   NPN是用B→E的电流（IB）控制C→E的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通

6、常C极电位最高，即VC>VB>VE   PNP是用E→B的电流（IB）控制E→C的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即VC

7、都是接到地板（直接或间接），C最终都是接到天花板（直接或间接）。PNP电路则相反，C最终都是接到地板（直接或间接），E最终都是接到天花板（直接或间接）。这也是为了满足上面的VC和VE的关系。一般的电路中，有了NPN的，你就可以按“上下对称交换”的方法得到PNP的版本。无论何时，只要满足上面的6个“极性”关系（4个电流方向和2个电压不等式），BJT电路就可能正常工作。当然，要保证正常工作，还必须保证这些电压、电流满足一些进一步的定量条件，即所谓“工作点”条件。   对于NPN电路：   对于共射组态，可以粗略理解为

8、把VE当作“固定”参考点，通过控制VB来控制VBE（VBE=VB-VE），从而控制IB，并进一步控制IC（从电位更高的地方流进C极，你也可以把C极看作朝上的进水的漏斗）。   对于共基组态，可以理解为把VB当作固定参考点，通过控制VE来控制VBE（VBE=VB-VE），从而控制IB，并进一步控制IC。   如果所需的输出信号不是电流形式，而是电压形式，这时就在C极加一个电