三極管在我們(men) 數字電路和模擬電路中都有大量的應用，在我們(men) 開發板上也用了多個(ge) 三極管。在我們(men) 板子上的 LED 小燈部分，就有這個(ge) 三極管的應用了，圖 3-5 的 LED 電路中的 Q16就是一個(ge) PNP 型的三極管。

圖 3-5 LED 電路

三極管的初步認識三極管是一種很常用的控製和驅動器件，常用的三極管根據材料分有矽管和鍺管兩(liang) 種，原理相同，壓降略有不同，矽管用的較普遍，而鍺管應用較少，本課程就用矽管的參數來進行講解。三極管有 2 種類型，分別是 PNP 型和 NPN 型。先來認識一下，如圖 3-6。

圖 3-6 三極管示意圖

三極管一共有 3 個(ge) 極，從(cong) 圖 3-6 來看，橫向左側(ce) 的引腳叫做基極(base)，中間有一個(ge) 箭頭，一頭連接基極，另外一頭連接的是發射極 e(emitter)，那剩下的一個(ge) 引腳就是集電極 c(collector)了。這是必須要記住的內(nei) 容，死記硬背即可，後邊慢慢用的多了，每次死記硬背一次，多次以後就會(hui) 深入腦海了。

三極管的原理三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態。放大狀態主要應用於(yu) 模擬電路中，且用法和計算方法也比較複雜，我們(men) 暫時用不到。而數字電路主要使用的是三極管的開關(guan) 特性，隻用到了截止與(yu) 飽和兩(liang) 種狀態，所以我們(men) 也隻來講解這兩(liang) 種用法。三極管的類型和用法我給大家總結了一句口訣，大家要把這句口訣記牢了：箭頭朝內(nei) PNP，導通電壓順箭頭過，電壓導通，電流控製。下麵我們(men) 一句一句來解析口訣。大家可以看圖 3-6，三極管有 2 種類型，箭頭朝內(nei) 就是PNP，那箭頭朝外的自然就是 NPN 了，在實際應用中，要根據實際電路的需求來選擇到底用哪種類型，大家多用幾次也就會(hui) 了，很簡單。三極管的用法特點，關(guan) 鍵點在於(yu) b 極（基極）和 e 級（發射極）之間的電壓情況，對於(yu) PNP 而言，e 極電壓隻要高於(yu) b 級 0.7V 以上，這個(ge) 三極管 e 級和 c 級之間就可以順利導通。也就是說，控製端在 b 和 e 之間，被控製端是 e 和 c 之間。同理，NPN 型三極管的導通電壓是 b 極比 e 極高 0.7V，總之是箭頭的始端比末端高 0.7V 就可以導通三極管的 e 極和 c 極。這就是關(guan) 於(yu) “導通電壓順箭頭過，電壓導通”的解釋，我們(men) 來看圖 3-7。

圖 3-7 三極管的用法

我們(men) 以圖 3-7 為(wei) 例介紹一下。三極管基極通過一個(ge) 10K 的電阻接到了單片機的一個(ge) IO口上，假定是 P1.0，發射極直接接到 5V 的電源上，集電極接了一個(ge) LED 小燈，並且串聯了一個(ge) 1K 的限流電阻最終接到了電源負極 GND 上。如果 P1.0 由我們(men) 的程序給一個(ge) 高電平 1，那麽(me) 基極 b 和發射極 e 都是 5V，也就是說 e到 b 不會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 0.7V 的壓降，這個(ge) 時候，發射極和集電極也就不會(hui) 導通，那麽(me) 豎著看這個(ge) 電路在三極管處是斷開的，沒有電流通過，LED2 小燈也就不會(hui) 亮。如果程序給 P1.0 一個(ge) 低電平 0，這時 e 極還是 5V，於(yu) 是 e 和 b 之間產(chan) 生了壓差，三極管 e 和 b 之間也就導通了，三極管 e 和 b 之間大概有 0.7V 的壓降，那還有(5-0.7)V 的電壓會(hui) 在電阻 R47 上。

這個(ge) 時候，e 和 c 之間也會(hui) 導通了，那麽(me) LED 小燈本身有 2V 的壓降，三極管本身 e 和 c 之間大概有 0.2V的壓降，我們(men) 忽略不計。那麽(me) 在 R41 上就會(hui) 有大概 3V 的壓降，可以計算出來，這條支路的電流大概是 3mA，可以成功點亮 LED。最後一個(ge) 概念，電流控製。前邊講過，三極管有截止，放大，飽和三個(ge) 狀態，截止就不用說了，隻要 e 和 b 之間不導通即可。我們(men) 要讓這個(ge) 三極管處於(yu) 飽和狀態，就是我們(men) 所謂的開關(guan) 特性，必須要滿足一個(ge) 條件。三極管都有一個(ge) 放大倍數β，要想處於(yu) 飽和狀態，b 極電流就必須大於(yu) e 和 c 之間電流值除以β。這個(ge) β，對於(yu) 常用的三極管大概可以認為(wei) 是 100。

那麽(me) 上邊的 R47 的阻值我們(men) 必須要來計算一下了。剛才我們(men) 算過了，e 和 c 之間的電流是 3mA，那麽(me) b 極電流最小就是 3mA 除以 100 等於(yu) 30uA，大概有 4.3V 電壓會(hui) 落在基極電阻上，那麽(me) 基極電阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。電阻值隻要比這個(ge) 值小就可以，當然也不能太小，太小會(hui) 導致單片機的 IO 口電流過大燒壞三極管或者單片機，STC89C52 的 IO 口輸入電流最大理論值是 25mA，我推薦不要超過 6mA，我們(men) 用電壓和電流算一下，就可以算出來最小電阻值，我們(men) 圖 3-7 取的是經驗值