三極管開關(guān)電路設(shè)計匯總（十一款開關(guān)電路設(shè)計原理）

開關(guān)三極管的外形與普通三極管外形相同，它工作于截止區(qū)和飽和區(qū)，相當(dāng)于電路的切斷和導(dǎo)通。由于它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應(yīng)用于各種開關(guān)電路中，如常用的開關(guān)電源電路、驅(qū)動電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路及輸出電路等。

負載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間，而位居三極管主電流的回路上，輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟與閉合動作，當(dāng)三極管呈開啟狀態(tài)時，負載電流便被阻斷，反之，當(dāng)三極管呈閉合狀態(tài)時，電流便可以流通。

詳細的說，當(dāng)Vin為低電壓時，由于基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接于集電極端的負載亦沒有電流，而相當(dāng)于開關(guān)的開啟（關(guān)閉狀態(tài)），此時三極管乃工作于截止區(qū)。

同理，當(dāng)Vin為高電壓時，由于有基極電流流動，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負載回路便被導(dǎo)通，而相當(dāng)于開關(guān)的閉合（連接狀態(tài)），此時三極管乃工作于飽和區(qū)。

三極管基本開關(guān)原理圖：

1.基極必須串接電阻，保護基極，保護CPU的IO口。

2.基極根據(jù)PNP或者NPN管子加上拉電阻或者下拉電阻。

3.集電極電阻阻值根據(jù)驅(qū)動電流實際情況調(diào)整。同樣基極電阻也可以根據(jù)實際情況調(diào)整。

基極和發(fā)射極需要串接電阻，該電阻的作用是在輸入呈高阻態(tài)時使晶體管可靠截止，極小值是在前級驅(qū)動使晶體管飽和時與基極限流電阻分壓后能夠滿足晶體管的臨界飽和，實際選擇時會大大高于這個極小值，通常外接干擾越小、負載越重準許的阻值就越大，通常采用10K量級。

防止三極管受噪聲信號的影響而產(chǎn)生誤動作，使晶體管截止更可靠。三極管的基極不能出現(xiàn)懸空，當(dāng)輸入信號不確定時（如輸入信號為高阻態(tài)時），加下拉電阻，就能使有效接地。

特別是GPIO連接此基極的時候，一般在GPIO所在IC剛剛上電初始化的時候，此GPIO的內(nèi)部也處于一種上電狀態(tài)，很不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生噪聲，引起誤動作。加此電阻，可消除此影響（如果出現(xiàn)一尖脈沖電平，由于時間比較短，所以這個電壓很容易被電阻拉低；如果高電平的時間比較長，那就不能拉低了，也就是正常高電平時沒有影響）。

但是電阻不能過小，影響泄漏電流。（過小則會有較大的電流由電阻流入地）

當(dāng)三極管開關(guān)作用時，ON和OFF時間越短越好，為了防止在OFF時，因晶體管中的殘留電荷引起的時間滯后，在B，E之間加一個R起到放電作用。