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1、三极管和场效应管做为开关管使用的具体原理开关只有两种状态通和断，三极管和场效应管工作有三种状态，1、截止，2、线 性放大，3、饱和（基极电流继续增加而集电极电流不再增加）。使晶体管只工作 在1和3状态的电路称之为开关电路，一般以晶体管截止，集电极不吸收电流表 示关；以晶体管饱和，发射极和集电极之间的电压差接近于0V时表示开。开关电 路用于数字电路时，输出电位接近0V时表示0输出电位接近电源电压时表示1。 所以数字集成电路内部的晶体管都工作在开关状态。品体管饱和的条件,V（工作电 压）/ Rc（负载电阻阻值）=Ic, Ic / p Ib .品体管截止的条件，Ic = 0 ; Ib 0 （基极不能
2、悬浮至少有电阻接地，必要时可用反 偏置）N沟道场效应管NFET DS间加正向电压GS极间加电压Vgs例如Vgs-Vdson = 5v，则NFET导通，等效于三极管的饱和导通状态。做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关，当Vgs小于夹断电压时，则NFET截止。幻灯片 9 做无触点的、接通状态的电子开关三极管开关电路工作原理解析图1所示是NPN三极管的共射极电路，图二所示是它的特性曲线图，图中它有3种工作区域：截止区（Cut off Region）、线性区（Active Region）、饱和区（Saturation Region）o三极管是以B极电流IB作为输入，操 控整个三极管的工作状态。
3、若三极管是在截止区，IB趋近于0 （VBE亦趋近于0），C极与E极间约呈断路 状态，IC = 0，VCE = VCC。若三极管是在线性区，B-E接面为顺向偏压，B-C接面为逆向偏压，IB的值 适中（VBE = 0.7 V）， I C =h F E I B 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE IB 可被 IB 操控。若三极管在饱和区，IB很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C与B-E两接面均 为正向偏压，C-E间等同于一个带有0.2 V电位落差的通路，可得I c=（ Vcc - 0.2 ）/ Rc，Ic与I
4、B无关 了，因此时的IB大过线性放大区的IB值，IchFE IB是必然的。三极管在截止态时C-E间如同断路， 在饱和态时C-E间如同通路（带有0.2 V电位降），因此可以作为开关。控制此开关的是IB，也可以用VBB作为控制的输入讯号。图三、四分别显示三极管开关的通路、断路状态，及其对应的等效电路。图1 NPN三极管共射极电路图2共射极电路输出特性曲图3、截止态如同断路线图图4、饱和态如同通路实验：三极管的开关作用简单三极管开关：电路如图5，电阻RC是LED限流用电阻，以防止电压过高烧坏LED（发光二极管），将 输入信号VIN从0调到最大（等分为约20个间隔），观察并记录对的VOUT以及LED的
5、亮度。当三极管 开关为断路时，VOUT =VCC =12 V，LED不亮。当三极管开关通路时，VOUT = 0.2V，LED会亮。改 良三极管开关：因为三极管由截止区过度到饱和区需经过线性区，开关的效果不会有明确的界线。为使三极 管开关的效果明确，可串接两三极管，电路如图六。同样将输入信号VIN从0调到最大（等分为约20个间隔），观察并记录对应的VOUT以及LED的亮度。图5、简单开关三极管电路图图6、改良三极管开关电路-达林顿电路图以上可以看出几乎任何一种型号三极管都可一做为电子开关来使用，如果条件允许也可用来控制加热设备。可见开关三极管只是一个笼统的概念，不过市面上也有少数的专用开关三极管
6、出售.在纯净的本征半导体（如硅）中掺入施主杂志（如磷），实质取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导 体。N型半导体中（电子型半导体）“N”是negative负电的意思。在N型半导体中，参与导电的主要是带 负电的电子，这些电子来自半导体中施主杂志。由于施主杂志原子的最外层有5个价电子，它与周围的硅原 子形成共价键时，多出一个电子。在常温下，由于热激发，多出的电子很容易成为自由电子，是杂志原子成 为正离子。杂志原子可以提供电子，称施主原子。在N型半导体中国，电子为多数载流子，空穴为少数载流 子。在纯净的本征半导体（如硅）中掺入施主杂志（如硼），实质取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半导 体。N型半导体中（空穴型半导体）。P是Positive正电的意思。p是描述Positive）,就是空穴，表示在硅晶体中掺上硼,硼有三个电子，相对硅最外层四个电子，就多出了一个空 轨道，也就是空穴，带正电,所以叫Positiven是描述negative（负），就是电子，表示在硅晶体中掺上神，神最外层五个电子，相对硅最外层四个电子,就多出了一 个电子，带负电，所以叫negative
