基本晶体管开关电路，使用晶体管开关的关键要点

　　晶体管开关对电子产品至关重要。了解晶体管开关，从其工作区域到更高级的特性和配置。
　　晶体管开关对于低直流开/关开关的电子设备至关重要，其中晶体管在其截止或饱和状态下工作。一些电子设备（如 LED）需要几毫安才能上电，并且可以由逻辑门输出驱动。然而，螺线管、灯和电机等大功率电子设备比逻辑门电源需要更多的电力。输入晶体管开关。
　　晶体管开关操作和操作区域
　　图 1 中图表上的蓝色阴影区域表示饱和区域，而粉红色阴影区域表示截止区域。
　　
　　图1. 晶体管工作区
　　这些区域定义为：
　　• 饱和区域。 在这个区域，晶体管将偏置最大基极电流，用于在集电极上实现最大电流，在集电极-发射极处实现最小压降，这反过来又使耗尽层尽可能小，从而通过我们的晶体管的最大电流流动。这使得晶体管开关导通。 图2显示了饱和区域特性。
　　
　　图2.饱和区域特征
　　输入基极电流和输出集电极电流为零，集电极电压处于最大值，导致流过晶体管的电流为零的大耗尽层。在这种情况下，晶体管被关闭。
　　截断区域特征如下所示：
　　
　　图3.截断区域特征。图片由Simon Munyua Mugo提供
　　晶体管操作类似于单刀单掷固态开关，当在其基极施加零信号时，它保持关闭状态，在这种情况下，它充当集电极电流为零流的开路开关。当我们向晶体管的基极施加正信号时，它会接通，在这种情况下，它充当闭合开关，最大电流流过它。
　　基本晶体管开关电路
　　
　　图4.基本NPN晶体管开关电路
　　该电路类似于共发射极电路。不同之处在于，我们需要将晶体管完全打开（饱和）或完全关闭（切断）才能将其作为开关运行。
　　理想的晶体管开关在完全关闭时在发射极和集电极之间具有无限电阻，当它完全打开时，发射极和集电极之间的电阻为0，导致电流流到最大。
　　实际上，当晶体管在截止时（即完全关闭时）运行时，我们将有少量漏电流。另一方面，当在饱和区域工作时，该器件具有低电阻，导致我们称之为饱和电压的小电压流动（V行政长官）。
　　要使基极电流开始流动，基极端子必须比发射极更正。对于硅器件，基座必须具有至少 0.7 伏的偏置输入电压。改变基极-发射极电压（V是） 改变基极电流，进而改变流过给定晶体管的集电极电流。
　　如果我们达到集电极电流的最大流量，则晶体管已饱和。将晶体管导通所需的输入电压和电流量由基极电阻决定
　　

　　
　　图5. 数字逻辑晶体管开关
　　在R上方的电路中b用于限制数字逻辑门的输出电流。
　　PNP 晶体管开关
　　PNP 晶体管的使用方式与 NPN 晶体管相同。不同之处在于，在PNP中，负载始终接地，PNP将用于切换负载的电源。要打开PNP晶体管，我们必须将基端子接地，如图6所示。
　　
　　图6.PNP晶体管的开关电路
　　用于计算集电极电流、基极电阻和电压的PNP晶体管方程与NPN计算中使用的公式相同。区别在于开关电流。对于PNP，开关电流是源电流。对于NPN，它是灌电流。
　　达林顿晶体管开关
　　这涉及使用多个开关晶体管，因为有时单个双极晶体管的直流增益太低而无法切换负载电压或电流。在配置中，一个小输入双极结型晶体管（BJT）晶体管参与打开和关闭较大的电流保持输出BJT晶体管。
　　为了最大化信号增益，两个晶体管以达林顿配置连接，该配置包含两个相互连接的NPN或PNP双极晶体管，使得晶体管1的电流增益乘以晶体管2的电流增益，最终得到一个器件，当施加较小的基极电流时，其行为类似于具有较高电流增益的单个晶体管。
　　该晶体管的总电流增益值是每个晶体管的单个值的乘积;
　　

　　以下是可能的达林顿晶体管开关配置。
　　
　　图7.NPN 达林顿配置
　　在NPN达林顿配置中，两个晶体管的集电极连接，而第二个晶体管的基极连接到第一个晶体管的发射极。从配置中，我们看到第一个晶体管的发射极电流成为打开它的第二个晶体管的基极电流。
　　使用晶体管开关的关键要点
　　在开关应用中使用晶体管时，请记住以下几点：
　　使用 BJT 时，它们必须完全打开或关闭
　　晶体管开关可用于控制灯具、电机和继电器
　　全导通晶体管在饱和区域工作，而全关断晶体管在截止区域工作
　　为了使晶体管作为开关工作，使用小基极电流控制大集电极负载电流的原理。
　　如果要控制大电流，请使用达林顿晶体管作为开关

1