三極管全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。

三極管是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制（假設(shè)電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話），并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化。

且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)（β一般遠(yuǎn)大于1，例如幾十，幾百）。

如果將一個(gè)變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間，這就會引起基極電流Ib的變化，Ib的變化被放大后，導(dǎo)致了Ic很大的變化。

如果集電極電流Ic是流過一個(gè)電阻R的，那么根據(jù)電壓計(jì)算公式U=R*I可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化。我們將這個(gè)電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。

三極管開關(guān)電路設(shè)計(jì)

三極管除了可以當(dāng)做交流信號放大器之外，也可以做為開關(guān)之用。嚴(yán)格說起來，三極管與一般的機(jī)械接點(diǎn)式開關(guān)在動作上并不 完全相同，但是它卻具有一些機(jī)械式開關(guān)所沒有的特點(diǎn)。圖1所示，即為三極管電子開關(guān)的基本電路圖。

由下圖可知，負(fù)載電阻被直接跨接于三極管的集電 極與電源之間，而位居三極管主電流的回路上。

輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟(open) 與閉合(closed) 動作，當(dāng)三極管呈開啟狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電流便被阻斷，反之，當(dāng)三極管呈閉合狀態(tài)時(shí)，電流便可以流通。詳細(xì)的說，當(dāng)Vin為低電壓時(shí)，由于基極沒有電流，因此集 電極亦無電流，致使連接于集電極端的負(fù)載亦沒有電流，而相當(dāng)于開關(guān)的開啟，此時(shí)三極管乃勝作于截止(cut off)區(qū)。 同理，當(dāng)Vin為高電壓 時(shí)，由于有基極電流流動，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負(fù)載回路便被導(dǎo)通，而相當(dāng)于開關(guān)的閉合，此時(shí)三極管乃勝作于飽和區(qū) (saturation)。

基本NPN晶體管開關(guān)電路

該電路與我們在之前教程中學(xué)習(xí)的共發(fā)射極電路相似。這次的不同之處在于，要使晶體管作為開關(guān)工作，需要將晶體管完全"關(guān)閉"（截止）或完全"接通"（飽和）。

理想的晶體管開關(guān)在"完全關(guān)斷"時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的電路電阻為無窮大，因此流過的電流為零；而在"完全接通"時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的電阻為零，因此流過的電流最大。

實(shí)際上，當(dāng)晶體管處于"關(guān)斷"狀態(tài)時(shí)，會有很小的漏電流流過晶體管，而當(dāng)完全"接通"時(shí)，器件的電阻值很低，會在其兩端產(chǎn)生很小的飽和電壓（VCE）。盡管晶體管不是一個(gè)完美的開關(guān)，但在截止和飽和區(qū)域，晶體管耗散的功率都是最小的。

為了使基極電流流動，必須將基極輸入端子的電壓提高到硅器件所需的0.7伏以上，使其正極大于發(fā)射極。通過改變基極-發(fā)射極電壓VBE，基極電流也會發(fā)生變化，進(jìn)而控制流過晶體管的集電極電流，如前所述。

當(dāng)集電極電流達(dá)到最大值時(shí)，晶體管即處于飽和狀態(tài)。基極電阻的值決定了晶體管完全"導(dǎo)通"所需的輸入電壓和相應(yīng)的基極電流。

我們也可以使用PNP晶體管作為開關(guān)，這次的區(qū)別在于負(fù)載連接到地（0V），PNP晶體管將電源切換到負(fù)載。如圖所示，要將作為開關(guān)工作的PNP晶體管"接通"，基極要連接到地或零伏（LOW）。

PNP晶體管開關(guān)電路

基極電阻、集電極電流和電壓的計(jì)算公式與之前的NPN晶體管開關(guān)完全相同。這次的不同之處在于，我們是用PNP晶體管開關(guān)電源（輸入電流），而不是用NPN晶體管開關(guān)接地（輸出電流）。