開關(guan) 三極管（Switch transistor）的外形與(yu) 普通三極管外形相同，它工作於(yu) 截止區和飽和區，相當於(yu) 電路的切斷和導通。由於(yu) 它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應用於(yu) 各種開關(guan) 電路中，如常用的開關(guan) 電源電路、驅動電路、高頻振蕩電路、模數轉換電路、脈衝(chong) 電路及輸出電路等。

負載電阻被直接跨接於(yu) 三極管的集電極與(yu) 電源之間，而位居三極管主電流的回路上，輸入電壓Vin則控製三極管開關(guan) 的開啟（open） 與(yu) 閉合（closed） 動作，當三極管呈開啟狀態時，負載電流便被阻斷，反之，當三極管呈閉合狀態時，電流便可以流通。

詳細的說，當Vin為(wei) 低電壓時，由於(yu) 基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接於(yu) 集電極端的負載亦沒有電流，而相當於(yu) 開關(guan) 的開啟（關(guan) 閉狀態），此時三極管乃工作於(yu) 截止（cut off）區。

同理，當Vin為(wei) 高電壓時，由於(yu) 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通，而相當於(yu) 開關(guan) 的閉合（連接狀態），此時三極管乃工作於(yu) 飽和區（saturaTIon）。

開關三極管工作原理

截止狀態

當加在三極管發射結的電壓小於(yu) PN結的導通電壓，基極電流為(wei) 零，集電極電流和發射極電流都為(wei) 零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發射極之間相當於(yu) 開關(guan) 的斷開狀態，即為(wei) 三極管的截止狀態。開關(guan) 三極管處於(yu) 截止狀態的特征是發射結，集電結均處於(yu) 反向偏置。

導通狀態

當加在三極管發射結的電壓大於(yu) PN結的導通電壓，並且當基極的電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處於(yu) 某一定值附近不再怎麽(me) 變化，此時三極管失去電流放大作用，集電極和發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當於(yu) 開關(guan) 的導通狀態，即為(wei) 三極管的導通狀態。開關(guan) 三極管處於(yu) 飽和導通狀態的特征是發射結，集電結均處於(yu) 正向偏置。而處於(yu) 放大狀態的三極管的特征是發射結處於(yu) 正向偏置，集電結處於(yu) 反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發射結，集電結的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關(guan) 三極管正是基於(yu) 三極管的開關(guan) 特性來工作的。

工作模式

三極管的種類很多，並且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，有一個(ge) 箭頭的電極是發射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nei) 的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是表示電流的方向。

雙極麵結型晶體(ti) 管兩(liang) 個(ge) 類型：NPN和PNP

NPN類型包含兩(liang) 個(ge) n型區域和一個(ge) 分隔它們(men) 的p型區域；PNP類型則包含兩(liang) 個(ge) p型區域和一個(ge) 分隔它們(men) 的n型區域。

三極管的開關作用

簡單三極管開關(guan) ：電路如圖5，電阻RC是LED限流用電阻，以防止電壓過高燒壞LED（發光二極管），將輸入信號 VIN 從(cong) 0 調到最大 （等分為(wei) 約20 個(ge) 間隔），觀察並記錄對的 VOUT 以及LED 的亮度。當三極管開關(guan) 為(wei) 斷路時，VOUT =VCC =12 V，LED 不亮。當三極管開關(guan) 通路時，VOUT = 0.2V ，LED 會(hui) 亮。改良三極管開關(guan) ：因為(wei) 三極管由截止區過度到飽和區需經過線性區，開關(guan) 的效果不會(hui) 有明確的界線。為(wei) 使三極管開關(guan) 的效果明確，可串接兩(liang) 三極管，電路如圖六。同樣將輸入信號 VIN 從(cong) 0 調到最大 （等分為(wei) 約20 個(ge) 間隔），觀察並記錄對應的VOUT 以及LED 的亮度。

三極管開關與機械式開關的比較

截至目前為(wei) 止，我們(men) 都假設當三極管開關(guan) 導通時，其基極與(yu) 射極之間是完全短路的。事實並非如此，沒有任何三極管可以完全短路而使VCE＝0，大多數的小信號矽質三極管在飽和時，VCE（飽和）值約為(wei) 0．2伏特，縱使是專(zhuan) 為(wei) 開關(guan) 應用而設計的交換三極管，其VCE（飽和）值頂多也隻能低到0．1伏特左右，而且負載電流一高，VCE（飽和）值還會(hui) 有些許的上升現象，雖然對大多數的分析計算而言，VCE（飽和）值可以不予考慮，但是在測試交換電路時，必須明白VCE（飽和）值並非真的是0。

雖然VCE（飽和）的電壓很小，本身微不足道，但是若將幾個(ge) 三極管開關(guan) 串接起來，其總和的壓降效應就很可觀了，不幸的是機械式的開關(guan) 經常是采用串接的方式來工作的，如圖3（a）所示，三極管開關(guan) 無法模擬機械式開關(guan) 的等效電路（如圖3（b）所示）來工作，這是三極管開關(guan) 的一大缺點。

幸好三極管開關(guan) 雖然不適用於(yu) 串接方式，卻可以完美的適用於(yu) 並接的工作方式，如圖4所示者即為(wei) 一例。

三極管開關(guan) 和傳(chuan) 統的機械式開關(guan) 相較，具有下列四大優(you) 點﹕

（1）三極管開關(guan) 不具有活動接點部份，因此不致有磨損之慮，可以使用無限多次，

一般的機械式開關(guan) ，由於(yu) 接點磨損，頂多隻能使用數百萬(wan) 次左右，而且其接點易受汙損而影響工作，因此無法在髒亂(luan) 的環境下運作，三極管開關(guan) 既無接點又是密封的，因此無此顧慮。

（2）三極管開關(guan) 的動作速度較一般的開關(guan) 為(wei) 快，一般開關(guan) 的啟閉時間是以毫秒（ms）來計算的，三極管開關(guan) 則以微秒（μs）計。

（3）三極管開關(guan) 沒有躍動（bounce）現象。一般的機械式開關(guan) 在導通的瞬間會(hui) 有快速的連續啟閉動作，然後才能逐漸達到穩定狀態。

（4）利用三極管開關(guan) 來驅動電感性負載時，在開關(guan) 開啟的瞬間，不致有火花產(chan) 生。反之，當機械式開關(guan) 開啟時，由於(yu) 瞬間切斷了電感性負載樣上的電流，因此電感之瞬間感應電壓，將在接點上引起弧光，這種電弧非但會(hui) 侵蝕接點的表麵，亦可能造成幹擾或危害。