三(san)極(ji)管(guan)比(bi)較(jiao)便(bian)宜(yi)，用(yong)起(qi)來(lai)方(fang)便(bian)，常(chang)用(yong)在(zai)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)開(kai)關(guan)控(kong)製(zhi)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)低(di)成(cheng)本(ben)場(chang)合(he)
，普(pu)通(tong)應(ying)用(yong)的(de)先(xian)考(kao)慮(lv)用(yong)三(san)極(ji)管(guan)。三(san)極(ji)管(guan)，全(quan)稱(cheng)應(ying)為(wei)半(ban)導(dao)體(ti)三(san)極(ji)管(guan)
，也(ye)稱(cheng)雙(shuang)極(ji)型(xing)晶(jing)體(ti)管(guan)
、晶體三極管，是一種電流控製電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號，也用作無觸點開關。

 

在數字電路設計的中，往往需要把數字信號經過開關擴流器件來驅動一些蜂鳴器
、LED
、繼(ji)電(dian)器(qi)等(deng)需(xu)要(yao)較(jiao)大(da)電(dian)流(liu)的(de)器(qi)件(jian)

，用(yong)得(de)最(zui)多(duo)的(de)開(kai)關(guan)擴(kuo)流(liu)器(qi)件(jian)要(yao)數(shu)三(san)極(ji)管(guan)。然(ran)而(er)在(zai)使(shi)用(yong)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，如(ru)果(guo)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)不(bu)當(dang)，三(san)極(ji)管(guan)無(wu)法(fa)工(gong)作(zuo)在(zai)正(zheng)常(chang)的(de)開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)，就(jiu)達(da)不(bu)到(dao)預(yu)期(qi)的(de)目(mu)的(de)，有(you)時(shi)就(jiu)是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)小(xiao)小(xiao)的(de)錯(cuo)誤(wu)而(er)導(dao)致(zhi)重(zhong)新(xin)打(da)板(ban)，導(dao)致(zhi)浪(lang)費(fei)。本(ben)人(ren)在(zai)這(zhe)個(ge)方(fang)麵(mian)就(jiu)吃(chi)過(guo)虧(kui)，所(suo)以(yi)把(ba)自(zi)己(ji)使(shi)用(yong)三(san)極(ji)管(guan)的(de)一(yi)些(xie)經(jing)驗(yan)以(yi)及(ji)一(yi)些(xie)常(chang)見(jian)的(de)誤(wu)區(qu)給(gei)大(da)家(jia)分(fen)享(xiang)一(yi)下(xia)，在(zai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)一(yi)些(xie)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)麻(ma)煩(fan)。

 

下麵來看幾個三極管做開關的常用電路畫法。幾個例子都是蜂鳴器作為被驅動器件。

圖一的a 電路用的是NPN管，注意蜂鳴器接在三極管的集電極，驅動信號可以是常見的3.3V或者5VTTL
，高電平開通，電阻按照經驗法可以取4.7K。例如a電路，開通時假設為高電平5V
，基極電流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA
，可以使三極管完全飽和。b 電路用的是PNP管
，同樣把蜂鳴器接在三極管的集電極
，不同的是驅動信號是5V的TTL電平。以上這兩個都可以正常工作，隻要PWM驅動信號工作在合適的頻率
，蜂鳴器（有源）都會發出最大的聲音。

圖二的這兩個電路相比圖一來說，最大的區別在於被驅動器件接在三極管的發射極。同樣看c電路，開通時假設為高電平5V，基極電流Ib=(5V-0.7V-UL)/4.7K，其中UL為被驅動器件上的壓降。可以看到，同樣取基極電阻為4.7K，流過的基極電流會比圖一a電路的要小，小多少要看UL是多少。如果UL比較大

，那麼相應的Ib就(jiu)小(xiao)
，很(hen)有(you)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)三(san)極(ji)管(guan)無(wu)法(fa)工(gong)作(zuo)在(zai)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)，使(shi)得(de)被(bei)驅(qu)動(dong)器(qi)件(jian)無(wu)法(fa)動(dong)作(zuo)。有(you)人(ren)會(hui)說(shuo)把(ba)基(ji)極(ji)電(dian)阻(zu)減(jian)小(xiao)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le)呀(ya)
，可(ke)是(shi)被(bei)驅(qu)動(dong)器(qi)件(jian)的(de)壓(ya)降(jiang)是(shi)很(hen)難(nan)獲(huo)知(zhi)的(de)，有(you)些(xie)被(bei)驅(qu)動(dong)器(qi)件(jian)的(de)壓(ya)降(jiang)是(shi)變(bian)動(dong)的(de)，這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)基(ji)極(ji)電(dian)阻(zu)就(jiu)較(jiao)難(nan)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)值(zhi)，阻(zu)值(zhi)選(xuan)擇(ze)太(tai)大(da)就(jiu)會(hui)驅(qu)動(dong)失(shi)敗(bai)，選(xuan)擇(ze)太(tai)小(xiao)，損(sun)耗(hao)又(you)變(bian)大(da)。所(suo)以(yi)，在(zai)非(fei)不(bu)得(de)已(yi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，不(bu)建(jian)議(yi)選(xuan)用(yong)圖(tu)二(er)的(de)這(zhe)兩(liang)種(zhong)電(dian)路(lu)。

我們再來看圖三這兩個電路。驅動信號為3.3VTTL電平，而被驅動器件開通電壓需要5V。在3.3V的MCU電路中，不小心的話很容易就設計出這兩種電路
，而這兩種電路都是錯誤的。先分析e電路
，這是典型的“發射極正偏，集電極反偏”的放大電路
，或者叫射極輸出器。當PWM信號為3.3V時，三極管發射極電壓為3.3V-0.7V = 2.6V
，無法達到期望的5V。圖三f電(dian)路(lu)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)失(shi)敗(bai)的(de)電(dian)路(lu)

，首(shou)先(xian)這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)開(kai)通(tong)是(shi)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti)的(de)
，當(dang)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)為(wei)低(di)電(dian)平(ping)時(shi)
，被(bei)驅(qu)動(dong)器(qi)件(jian)可(ke)以(yi)正(zheng)常(chang)動(dong)作(zuo)。然(ran)而(er)這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)是(shi)無(wu)法(fa)關(guan)斷(duan)的(de)，當(dang)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)PWM為3.3V高電平的時候
，Ube = 5V - 3.3V = 1.7V仍然可以使三極管開通，於是無法關斷。在這裏，有人會說用過這個電路，沒有問題啊，而且MCU的電壓也是3.3V。我說你用的肯定是OD（開漏）驅動方式
，而且是真正的OD或者是5V容忍的OD，比如STM32的很多IO口都可以設置為5V容忍的OD驅動方式（但是有些是不行的）。當驅動信號為OD門驅動方式時，輸出高電平

，信號就變成了高阻態
，流過基極的電流為零

，三極管可以有效關斷，這個時候f電路依然有效。

綜合以上幾種電路的情況分析
，得到圖四這兩種個人認為是最優的驅動電路，與圖一不同的是
，圖四在基極與發射極之間多加了一個100K的(de)電(dian)阻(zu)，這(zhe)個(ge)電(dian)阻(zu)也(ye)是(shi)有(you)一(yi)定(ding)作(zuo)用(yong)的(de)

，可(ke)以(yi)讓(rang)三(san)極(ji)管(guan)有(you)一(yi)個(ge)已(yi)知(zhi)的(de)默(mo)認(ren)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)去(qu)除(chu)的(de)時(shi)候(hou)，三(san)極(ji)管(guan)還(hai)處(chu)於(yu)關(guan)斷(duan)狀(zhuang)態(tai)。在(zai)安(an)全(quan)和(he)穩(wen)定(ding)的(de)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv)
，多(duo)加(jia)的(de)這(zhe)個(ge)電(dian)阻(zu)還(hai)是(shi)很(hen)有(you)必(bi)要(yao)的(de)，或(huo)者(zhe)說(shuo)可(ke)以(yi)讓(rang)三(san)極(ji)管(guan)工(gong)作(zuo)在(zai)更(geng)好(hao)的(de)開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)。

 

sanjiguanzuoweikaiguanqijian，suiranqudongdianluhenjiandan
，yaoshidianlugongzuogengjiawendingkekao
，haishibunengdiaoyiqingxin。weileburongyichucuo，gerenjianyishiyouxiancaiyongtusidedianlu，jinliangbucaiyongtuerdedianlu，bimianshiyongtusandegongzuozhuangkuang。