大家好，從今日起我新建了一個(gè)電子類專欄，該專欄將逐個(gè)介紹電路設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常用到的元器件，力求以最簡潔的文字描述，讓大家快速的掌握元器件的使用方法，并學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)硬件電路、如何設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品，專欄持久更新。
前文《電子入門05：二極管的基本知識(shí)和用法》講解了如下與電容相關(guān)的內(nèi)容：

1. 二極管的基本概念相關(guān)的知識(shí)；
2. 二極管的分類相關(guān)的基本知識(shí)；
3. 二極管典型應(yīng)用和電路等知識(shí)；

今天和大家一起來看一下三極管的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容和典型的使用方法。在本章節(jié)中，您會(huì)看到如下幾部分的內(nèi)容：

1. 三極管的基本概念相關(guān)的知識(shí)；
2. 三極管的工作狀態(tài)相關(guān)知識(shí)；
3. 三極管典型應(yīng)用和注意事項(xiàng)；

1.三極管的基本概念相關(guān)的知識(shí)

三極管是電路設(shè)計(jì)中常用的基本元器件，是一種流控型的半導(dǎo)體元器件。三極管具有三個(gè)電極，分別為基極b、集電極c、發(fā)射極e。三極管根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為NPN型三極管和PNP型三極管。NPN型三極管NPN型三極管內(nèi)部具有兩塊N型半導(dǎo)體和一塊P型半導(dǎo)體，在其接合面處形成兩個(gè)PN結(jié)，從P型半導(dǎo)體上引出控制的電極為基極，NPN三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號(hào)如圖1所示。

1-NPN三極管結(jié)構(gòu)及電氣符號(hào)PNP型三極管內(nèi)部具有兩塊P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體，在其接合面處形成兩個(gè)PN結(jié)，從N型半導(dǎo)體上引出控制的電極為基極，PNP三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號(hào)如圖2所示。

2-PNP三極管結(jié)構(gòu)及電氣符號(hào)

2.三極管的工作狀態(tài)相關(guān)知識(shí)

三極管具有三個(gè)工作狀態(tài)/工作區(qū)域，分別為：1)截止區(qū)；2)放大區(qū)；3)飽和區(qū)。三極管是電流控型的半導(dǎo)體元器件，通過給基極微小的電流就可以控制集電極輸出較大的電流，從而實(shí)現(xiàn)放大。三極管有一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)：電流放大倍數(shù)，用β來表示，是一個(gè)常量，集電極電流和基極電流可以通過β建立起關(guān)系：Ic=βIb。三極管的三個(gè)工作狀態(tài)如圖3所示。

3-三極管的三個(gè)工作狀態(tài)以NPN三極管為例介紹一下三極管的各個(gè)工作狀態(tài)的工作條件。截止區(qū)當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，PN結(jié)反偏，基極電流為零，此時(shí)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極電流Ic近似于零(Iceo)，沒有放大作用。放大區(qū)當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電極電流起著控制作用，Ic=βIb，起到電流的放大作用。飽和區(qū)當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是保持一個(gè)值附近時(shí)，失去電流放大作用，三極管的工作狀態(tài)進(jìn)入飽和區(qū)，Uce的壓降約為0.2-0.3V。

把三極管當(dāng)作開關(guān)使用時(shí)，要讓三極管工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。三極管工作在放大區(qū)時(shí)一般有三種工作阻態(tài)，分別為共發(fā)射極電路、共集電極電路、共基極電路。

4-三極管放大電路

3.三極管典型應(yīng)用和注意事項(xiàng)

主要介紹三極管用作開關(guān)的典型應(yīng)用，在單片機(jī)的外設(shè)電路中，三極管經(jīng)常被用作驅(qū)動(dòng)蜂鳴器、繼電器之類的元器件。

5-三極管用在開關(guān)對(duì)于NPN三極管而言，GPIO與單片機(jī)連接，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器工作發(fā)聲；當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器從回路中被斷開，不工作停止發(fā)聲。圖5中的R177電阻可以防止初始化時(shí)誤操作導(dǎo)致蜂鳴器發(fā)聲。

對(duì)于PNP三極管而言，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通，蜂鳴器不工作；當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器工作。

6-三極管流向通過圖5可以看出，不管是NPN三極管還是PNP三極管，蜂鳴器都接在三極管的集電極，而不會(huì)接在發(fā)射極上。原因分析如下：如果把蜂鳴器接在三極管的發(fā)射極上，以NPN三極管為例，其驅(qū)動(dòng)電路如下所示。

7-不正確電路當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，蜂鳴器導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器本身也存在壓降，這就使得Ube可能達(dá)不到開啟電壓，無法使三極管處于飽和狀態(tài)，由此導(dǎo)致蜂鳴器不工作。所以在使用三極管驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，需要把負(fù)載接在三極管的集電極上，以使三極管能完全飽和導(dǎo)通。相信通過以上內(nèi)容大家對(duì)三極管有了一定的認(rèn)識(shí)，如果由疑問的地方歡迎留言討論，或者私信我。在下一章節(jié)中，您將學(xué)習(xí)到有關(guān)場效應(yīng)管NMOS/PMOS的相關(guān)知識(shí)。