理論上NPN三極管和PNP三極管都可以作為(wei) 開關(guan) 管驅動繼電器,但是為(wei) 什麽(me) 絕大部分設計都喜歡使用NPN三極管驅動繼電器呢?下麵很多人的回答並沒有說到點子上。因為(wei) 使用NPN三極管驅動簡單,在很多場合下若使用PNP三極管驅動繼電器並不是這麽(me) 簡單可以實現的。
我們(men) 先來看一下NPN三極管和PNP三極管當開關(guan) 管的原理,下圖為(wei) 基本驅動原理,左邊為(wei) NPN三極管控製原理,右邊為(wei) PNP三極管控製原理。三極管導通的條件是基極有電流,假設三極管BE壓降為(wei) 0.6V,對於(yu) NPN三極管來說輸入電壓必須高於(yu) 0.6V,基極才會(hui) 有電流,而對PNP三極管來說基極輸入端電壓必須比VCC小0.6V以上才會(hui) 有電流。
▲三極管驅動繼電器原理
三極管驅動輸入端一般為(wei) 微處理器的I/O口,比如單片機、DSP、ARM、CPLD、FPGA等,下麵以單片機3.3V的I/O口為(wei) 例。
對於(yu) NPN三極管,高電平時三極管導通(飽和),繼電器工作,低電平時三極管截止,繼電器不工作。隻要計算選擇合適的限流電阻使三極管工作於(yu) 飽和區即可,原理簡單。
若是使用PNP三極管驅動就沒這麽(me) 簡單了,如果VCC的電壓是3.3V沒問題(即繼電器工作電源為(wei) 3.3V),可選擇合適的限流電阻使I/O口為(wei) 高電平時三極管截止,低電平時三極管導通(飽和)。但是一般繼電器的工作電壓比較高有5V、12V、24V等,也就是說繼電器的工作電壓與(yu) I/O口高電平的電壓不相等時這麽(me) 設計就會(hui) 出問題了,並沒這麽(me) 簡單。假如24V的繼電器,無論使用3.3V或5V的I/O口控製PNP三極管,低電平時PNP三極管導通,高電平(3.3V或5V)時,發射極與(yu) 基極的壓差仍然很大,基極有電流,PNP三極管也導通,根本無法控製繼電器,而直接使用NPN三極管就不一樣了,不會(hui) 受到VCC電壓的影響,無論VCC電壓多少一樣能控製。
所以,若使用PNP三極管驅動繼電器,前端還得加一級電路,可以是NPN三極管、光耦等,多此一舉(ju) 還不如直接使用NPN三極管方便,明白了吧?
總結:繼電器的工作電壓比I/O口控製端高電平電壓高時,隻使用一個(ge) PNP三極管無法實現控製繼電器,所以一般采用NPN三極管驅動,原理簡單,易實現。