數位電路中的三極體
阿新 • • 發佈：2019-02-12
微控制器軟體開發，離不開基本的硬體電路知識，而三極體在其中佔據關鍵地位，不論是在數位電路，還是類比電路，它的應用十分普遍。在類比電路中，三極體的主要作用是放大訊號，在數位電路中只要是利用其開關特性來控制、驅動其他器件。對於微控制器軟體開發者來說，主要是要熟悉三極體在數位電路中的應用。
三極體電路符號如圖:
三極體分為NPN型和PNP型，它有3個極:基極(base)、集電極(collector)和發射極(emitter)，有3種工作狀態，分別是飽和、截止和放大。大一的模電學過的，
a. 放大: 發射極正偏，集電極反偏
b. 飽和: 發射極正偏，集電極正偏
c. 截止: 發射極反偏，集電極反偏
所謂正偏/反偏即是在pn結加上正向/反向的電壓。
在實際電路中，
a. 放大: 三極體的發射極加正向電壓，集電極加反向電壓導通後，Ib控制Ic，它們近似於線性關係: 在基極加上一個小訊號，電流，將會引起集電極有大訊號電流輸出
b. 飽和: 當三極體的集電極電流Ic增大到一定程式時，再增大Ib，Ic也不會增大，三極體進入飽和工作狀態，飽和時，Ic最大，集電極和發射極間的內阻最小，導致電壓Uce只有0.1V~0.3V(一般取0.2V
c. 截止: Ube小於三極體的導通電壓(矽管是0.7V)，集電極和發射極相當於開路，Uce近似等於電源電壓。
在數位電路中主要研究飽和、截止，這兩種狀態可看作是“開”、“關”兩種狀態。開/關狀態取決於b極和e極的電壓其實就是三極體電路符號的箭頭兩端的電壓)。以矽管為例，對於NPN型，只要b極電壓大於e極電壓0.7V，則三極體開，否則關；對於PNP型，e極電壓大於b極電壓0.7V就開，否則關。在微控制器系統中，三極體的使用場景一般是將b極接到微控制器的GPIO，在原理圖中，相當於GPIO控制箭頭的尾部:箭尾比箭頭大0.7V三極體開，否則關閉