当用三极管驱动继电器开关时，电路中的电阻，二极管，三极管如何选型计算？

Part 01

前言

继电器的驱动方式有很多种，比如用三极管驱动，2003芯片驱动等，其中用三极管驱动继电器是比较有性价比的一种电路驱动方式，应用比较广泛，电路核心的工作原理是让三极管工作在饱和区/截止区，让三极管像一个开关一样工作来控制继电器的工作状态，今天就来介绍一下涉及到的所有器件的选型计算。

Part 02

计算选型

我们以下面的原理图为例来进行选型说明：

Vin电压一般来自于MCU IO口，比如5V的单片机，当IO口输出0V时，三极管截止，继电器停止工作，当IO口输出5V时，三极管导通，继电器工作。

1.RB基极电阻选型 RB电阻的作用是为了限流，何谓限流？一是因为MCU IO口的输出电流能力有限，所以我们通过串联RB电阻避免MCU IO口的输出电流超过其最大输出电流限值。二是因为三极管要想工作在饱和区，需要满足β*IB>IC，所以串联RB电阻还是为了设置三极管的IB电流，以便三极管能工作在饱和区。知道了RB电阻的作用，计算就好说了：

IC_max/β_minβ_min为三极管的最小放大倍数，I_IO_MAX为MCU IO口的最大输出电流限制，这两个数值我们可以在三极管规格书，MCU规格书中找到）

知道了β_min，I_IO_MAX还不够，还需要知道最大集电极电流IC_max：

IC_max=(Vcc-Vces)/R_relay   (Vcc是电源电压，Vces是三极管饱和CE电压降，可以在三极管规格书中找到，R_relay是继电器线圈等效电阻可以在继电器规格书中找到）

这样我们就能计算出RB电阻了。

2.R基极-发射极电阻选型 电阻R的作用我们在之前的文章已经讲过了，这里不再多说，感兴趣可以翻看，电阻R的阻值大点影响不大，但是阻值太小就会有影响，怎么影响的呢？我们知道三极管导通的前提是Vbe的加载电压需要大于基极-发射极开启电压（硅三极管典型值：0.7V），所以： 5V*R/(R+RB)>Vbe_on   (Vbe_on是三极管基极-发射极最小开启电压，可以在三极管规格书中找到)  

3.三极管选型 三极管选型主要考虑个因素，一个是电流，一个是电压，所谓电流就是三极管的最大集电极-发射极通流能力应大于实际加载的集电极-发射极电流，所谓电压就是三极管的最大集电极-发射极耐压应大于电源电压Vcc。这些参数都能在三极管规格书中找到。

  4.二极管选型

流经继电器线圈的电流会产生磁场，当电流关闭时，磁场会突然消失。磁场的突然消失会在线圈上感应出短暂的高电压，这很可能会损坏三极管和 IC。所以保护二极管可以钳位感应电压，这可以防止感应电压变得足够高而损坏三极管和IC。

所以在选二极管时主要关注二极管的反向耐压要大于电源电压Vcc，二极管的正向电流要大于最大集电极电流IC_max。