三极管做电子开关的原理及用法

三极管是一种电流放大器件，一般是用来放大电流或者作为电子开关使用，我这里主要以电子开关这种用法进行说明。

对于NPN型三极管，做开关用法的三极管接法一般如下图所示(先忽略参数)。

在输入端给一个电压3V后，三极管的基极就会有电流，我们可以通过调节电阻R1(这里是10K)，R2(这里是4.7K)的大小来改变基极电流的大小。由于三极管基极与发射极间的压降约为0.7V左右(上图中为0.771V)，因此电阻R2上的电流为0.7V/R2，即164uA，电阻R1上的电流为(Ui - 0.7)/R1，即223uA，R1上的电流减去R2上的电流就是三极管基极电流，即59uA。

当三极管的电流放大倍数为100时，三极管集电极的电流为放大倍数乘基极电流，即59uA x 100 = 5.9mA，因此1K的集电极电阻上的压降为5.9mA x 1k = 5.9V。

由于集电极电阻与地间的电源电压为9V，所以三极管集电极上的电压为9V-5.9V=3.1V，三极管工作在放大区。

我们如果将集电极电阻从1K改到10k，看看这时会发生什么情况。

按照前面说的，在三极管工作在放大区时，集电极电流应该是5.9mA，因此集电极电阻的压降应该是5.9mA x 10k = 59V，但是电源只有9V，不可能会产生比电源电压更大的压降。就算是三极管集电极与发射极间的压降为0V，集电极上的电流最大也只有0.9mA，相当于电流放大了15.3倍。由于这时三极管的集电极电压接近于0V，如果把集电极与发射极想像成一个开关的话就像是该开关闭合了，如下图所示。

当输入的3V电压变成0V后，由于基极电流变成0，集电极电流也为0，这时集电极电压就是9V，相当于开关断开，如下图所示。

另外还可以通过减小基极电阻的方法使三极管工作在饱和区，这里就不展开了。

这就是三极管工作在饱和区做电子开关的原理及用法。