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一、认识三极管
三极管拥有3个引脚分别对应3个级基极(Base)、发射极Emitter、集电极(Collector)如下图所示下图横向左侧的是基极带箭头的那个引脚就是发射极另一个就是集电极。
箭头从发射极指向基极的三极管是PNP型三极管,也就是箭头指向内部的三极管
箭头从基极指向发射极的三极管就是NPN型三极管也就是箭头指向外部的三极管 二、三极管的工作状态
三极管有饱和、截止、放大 3 种工作状态放大主要用于模拟电路用于电路放大有点复杂在单片机这种数字电路的应用就没必要深究了不然搞不明白容易走火入魔。数字电路主要使用到三极管的开关特性即饱和状态与截止状态。 三、三极管是如何工作的
三极管使用的关键在于基极B和发射极E之间的电压情况对于 PNP 型三极管发射极E的电压高于基极B的电压0.7V以上发射极E与集电极C之间就可以导通也就是说起控制作用的是基极B和发射极E之间的电压差被控制的是发射极E和集电极C是否导通。同理对于NPN 型三极管基极B端比发射极E端高0.7V以上就可以使发射极E与集电极C导通。 四、三极管的用法 1、电压导通法
如上图所示
通过单片机引脚P2_0与三极管配合一起来控制LED19的亮灭;
三极管Q13的基极通过电阻10k的电阻R33连接至单片机 IO 引脚P2_0;
发射极E直接接5V的电源
集电极C接LED19和一个1k的限流电阻R34并最终连接到电源负极GND。
如果单片机 引脚P2_0输出高电平1也就是输出5V的电压三极管Q13的基极B和发射极E都是5V此时不会产生任何压降
发射极E和集电极C之间不会导通发光二极管LED19是无法点亮。
当单片机 P2_0引脚输出低电平0也就是0V由于此时发射极E依然是5V集电极B与发射极E之间产生压差发射极E与集电极C被导通。
三极管集电极B与发射极E之间其自身会产生0.7V左右压降
此时电阻R33上承受的电压为 5V - 0.7V 4.3V。
三极管发射极E与集电极C之间其自带的0.2V压降可以忽略不计而后面的发光二极管LED19回产生一定的压降不同的发光二极管是不一样的比如某个发光二极管的压降是2V此时限流电阻R34上的压降应为 5V - 2V 3V
LED中流过的电流与R34上流过的电流是一样的可以这样算 3V/1000Ω 0.003A 3mA可以满足LED34的工作电流并且正常点亮。 2、电流控制法
三极管有截止、放大、饱和三种状态其中截止是指集电极B与发射极E之间不导通这里枝讨论导通的情况
要想让三极管处于饱和状态必须要满足一个条件集电极B的电流必须大于发射极E与集电极C之间的电流值除以三极管放大倍数
常用三极管放大倍数约为100比如下面的一款三极管放大倍数是120到400之间我们计算还是按100的放大倍数来计算。 接下来计算一下R33的阻值。
发射极E与集电极C之间的电流为3mA那么基极B的电流最小就是3mA / 100 30uA。由于基极电阻承受的电压为4.3V那么基极电阻最大取值应为 4.3V / 30uA ≈ 143千欧电阻取值只需要比这个值更小即可但是也不能太小否则电流通过电流过大会烧坏单片机或三极管。
STC单片机的引脚的理论最大输入电流在25mA左右实际最好不要超过10mA那么基极的R33电阻取值必须大于4.3V / 10mA ≈ 430Ω即R33的阻值应该介于430欧与14.3千欧之间所以选择10千欧是可以的。
