教你设计简单的三极管开关电路

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教你设计简单的三极管开关电路

在电子电路中，三极管的主要用途不过两种：一是放大，二是开关。大家都知道三极管有三个工作区，截止区，放大区和饱和区。放大器利用三极管工作在放大区的特性，而开关利用的则是三极管工作在饱和区和截止区的特性。

既然是开关，无非就两种状态——断开和闭合，分别对应于三极管的两个工作区截止区和饱和区。见上图，处于截止区时，由于没有电流流过，相当于开关断开；而处于饱和区时，有电流通过，则相当于开关闭合。下面我们通过一个简单的例子来说明一下三极管开关电路的应用。

做一个三极管开关来控制发光二极管，已知发光二极管的正向压降为1V，工作电流10mA可以点亮，电源用5V。我们可以想象一下工作过程：当三极管开关闭合时，电流经过集电极电阻、发光二极管、三极管的CE极后回到地中。而集电极电阻和基极电阻该怎么选取呢，请往下看。
首先，我们要根据负载工作电流来选择用哪一个型号的三极管。发光二极管只需要10mA的电流，所以三极管的集电极允许通过的电流应该高于这个电流，否则没办法驱动。由于电流较小，一般的小功率三极管如8050，9014什么的都可以，这里我们用8050。
然后，我们再来计算集电极电阻RC。不同负载有不同的工作电压和工作电流，为了让负载在适当的条件下工作，一般都需要加限流电阻。集电极RC就是一个限流电阻。我们用电源电压5V减去二极管的工作电压1V再减去一个饱和压降0.2V,剩下的就都是降落在电阻的电压，根据欧姆定律R=V/I，我们得出5V-1V-0.2V=3.8V,再除以二极管的工作电流就等于380欧，这样我们的集电极电阻就算出来了。
其次，我们再来计算基极电流。为了让三极管进入饱和状态，必须提供一定的基极电流，基极电流和集电极电流的关系式，大家都还记得吧，就是集电极电流等于基极电流的贝塔倍（我打不出那个字母，只能写汉字：贝塔）。集电极已知为10mA，贝塔值可以在三极管的参数中找到，这里为了好计算取值50。于是得出基极电流为200uA.
最后，我们计算基极电阻。我们知道了基极电流，知道了三极管工作时发射结的压降大约为0.7V，用电源电压减去0.7V再除以基极电流就得出基极电阻的大小，5V-0.7V=4.3V，再除以电流200uA约等于22千欧就是基极电阻值了。

就这样，按照我们计算出来的电阻加在电路当中，发光二极管就被点亮了