三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號，當然這種轉換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉換成信號的能量罷了。

1.?三極管工作狀態的判斷方法：?

分析電路時，判斷三極管的功能，如果能夠知道該三極管三個管腳的電壓和該三極管起得作用（放大還是開關），。對于NPN而言，如果Uc》Ub》Ue，該管處于放大狀態，放大一定的電流，一般是在模擬電路中起了作用（此時Uce之間的電壓是不確定的）；如果Ub》Ue，Ub》Uc，該管處于飽和狀態，c-e之間導通，其管壓降為0.3-0.7V，與截止區相對立，此時該三極管起到了開關的作用，一般應用在數字電路中。?

如圖所示：

對于PNP而言，當Ue》Ub》Uc，即集電極反偏、發射極正偏，處于放大狀態；當Ue》Ub且Uc》Ub（這時候，Uc≈Ue），即集電極和發射極都正偏，處于飽和狀態。?

2.三極管的使用方法：?

我們經常在單片機系統中連接三極管起到開關的作用，經典電路如下圖所示：

如果在單片機系統中出現三極管時，那么該三極管大多數甚至幾乎全部情況下都會處于開-關狀態。因為單片機輸出的都是數字量，要么是0，要么是1，不可能出現別的情況。因此對應的三極管也要么開通，要么關斷。?

在上面電路中，如果按照開始時說的三極管狀態的判別方法，是不行的。因為c點得工作電壓是不確定的（實際上在真正的電路中c點電壓是確定的，但是從電路圖中我們看不出來）。真正的判斷方法如下：當I/0引腳為高電平時，b點基極的電流是一定的，那么c點電流也是一定的，而且是處在了三極管的飽和區，因此b點的電壓為0.7v，三極管導通，則c點的電壓與e點壓相同（比e點略大，約為0.5v，即為Uce），即OUT（輸出端處于低電平）端為低電平狀態。當I/0引腳為低電平時，NPN三極管斷開，c-e之間不導通，那么此時c點（OUT）電位為高電平即VCC電壓。這從而達到了用單片機引腳來控制Vcc的效果。?

綜上所述：當I/O為高電平，b-e之間有電壓，三極管導通，c-e管壓降小，OUT為低電平（≈0.5）；當I/O為低電平時，b-e之間沒電壓，三極管關斷，c-e管壓降非常大，OUT為高電平=Vcc；?

上面就是NPN的使用方法。我們可以這么理解：在使用NPN時，要盡可能將e端接地，當b端比e端至少高0.7v時，管子導通；否則管子斷開。?

同理，我們可以得出PNP三極管的使用電路和方法：

PNP三極管是通過比較e-b之間的電壓，來決定e-c之間的導通狀態。當e端電壓》b端電壓+0.7v，則管子e-c導通，c端電壓接近e端電壓；否則，管子斷開。?

上圖所示，當I/O為高電平時（+5v），管子關閉，OUT輸出為低電平即0v；當I/O為低電平時（0v），b端電壓低于e端電壓，則管子導通，OUT輸出為≈5v，即為高電平。實際上，此時e-b端為0.7v，b端電壓為4.3v，I/O電壓為0v。從而達到了用單片機端口來控制OUT的結果。?

上面就是PNP的使用方法。我們可以這么理解：在使用PNP時，要盡可能將e端接電源，當e端比b端至少高0.7v時，管子導通；否則管子斷開。?

注意：不管是PNP還是NPN，當管子導通了之后，e-b（PNP）和b-e（NPN）之間的電壓為0.7v（硅材料）。??

最終總結：通過上述，判斷NPN和PNP通斷情況，就是要看e-b（PNP）和b-e（NPN）之間的電壓大小情況。三極管導通時，相當于c-e導通的。

PNP型的三極管使用方法

常見的三極管為9012、s8550、9013、s8050.單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。其中9012與8550為pnp型三極管，可以通用。其中9013與8050為npn型三極管，可以通用。PNP與NPN兩種三極管各引腳的表示：

三極管在我們數字電路和模擬電路中都有大量的應用，在我們開發板上也用了多個三極管。在我們板子上的 LED 小燈部分，就有這個三極管的應用了，圖 3-5 的 LED 電路中的 Q16就是一個 PNP 型的三極管。

圖 3-5 LED 電路

三極管的初步認識三極管是一種很常用的控制和驅動器件，常用的三極管根據材料分有硅管和鍺管兩種，原理相同，壓降略有不同，硅管用的較普遍，而鍺管應用較少，本課程就用硅管的參數來進行講解。三極管有 2 種類型，分別是 PNP 型和 NPN 型。先來認識一下，如圖 3-6。

圖 3-6 三極管示意圖

三極管一共有 3 個極，從圖 3-6 來看，橫向左側的引腳叫做基極（base），中間有一個箭頭，一頭連接基極，另外一頭連接的是發射極 e（emitter），那剩下的一個引腳就是集電極 c（collector）了。這是必須要記住的內容，死記硬背即可，后邊慢慢用的多了，每次死記硬背一次，多次以后就會深入腦海了。

三極管的原理三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態。放大狀態主要應用于模擬電路中，且用法和計算方法也比較復雜，我們暫時用不到。而數字電路主要使用的是三極管的開關特性，只用到了截止與飽和兩種狀態，所以我們也只來講解這兩種用法。三極管的類型和用法我給大家總結了一句口訣，大家要把這句口訣記牢了：箭頭朝內 PNP，導通電壓順箭頭過，電壓導通，電流控制。下面我們一句一句來解析口訣。大家可以看圖 3-6，三極管有 2 種類型，箭頭朝內就是PNP，那箭頭朝外的自然就是 NPN 了，在實際應用中，要根據實際電路的需求來選擇到底用哪種類型，大家多用幾次也就會了，很簡單。三極管的用法特點，關鍵點在于 b 極（基極）和 e 級（發射極）之間的電壓情況，對于PNP 而言，e 極電壓只要高于 b 級 0.7V 以上，這個三極管 e 級和 c 級之間就可以順利導通。也就是說，控制端在 b 和 e 之間，被控制端是 e 和 c 之間。同理，NPN 型三極管的導通電壓是 b 極比 e 極高 0.7V，總之是箭頭的始端比末端高 0.7V 就可以導通三極管的 e 極和 c 極。這就是關于“導通電壓順箭頭過，電壓導通”的解釋，我們來看圖 3-7。

圖 3-7 三極管的用法

我們以圖 3-7 為例介紹一下。三極管基極通過一個 10K 的電阻接到了單片機的一個 IO口上，假定是 P1.0，發射極直接接到 5V 的電源上，集電極接了一個 LED 小燈，并且串聯了一個 1K 的限流電阻最終接到了電源負極 GND 上。如果 P1.0 由我們的程序給一個高電平 1，那么基極 b 和發射極 e 都是 5V，也就是說 e到 b 不會產生一個 0.7V 的壓降，這個時候，發射極和集電極也就不會導通，那么豎著看這個電路在三極管處是斷開的，沒有電流通過，LED2 小燈也就不會亮。如果程序給 P1.0 一個低電平 0，這時 e 極還是 5V，于是 e 和 b 之間產生了壓差，三極管 e 和 b 之間也就導通了，三極管 e 和 b 之間大概有 0.7V 的壓降，那還有（5-0.7）V 的電壓會在電阻 R47 上。

這個時候，e 和 c 之間也會導通了，那么 LED 小燈本身有 2V 的壓降，三極管本身 e 和 c 之間大概有 0.2V的壓降，我們忽略不計。那么在 R41 上就會有大概 3V 的壓降，可以計算出來，這條支路的電流大概是 3mA，可以成功點亮 LED。最后一個概念，電流控制。前邊講過，三極管有截止，放大，飽和三個狀態，截止就不用說了，只要 e 和 b 之間不導通即可。我們要讓這個三極管處于飽和狀態，就是我們所謂的開關特性，必須要滿足一個條件。三極管都有一個放大倍數β，要想處于飽和狀態，b 極電流就必須大于 e 和 c 之間電流值除以β。這個β，對于常用的三極管大概可以認為是 100。

那么上邊的 R47 的阻值我們必須要來計算一下了。剛才我們算過了，e 和 c 之間的電流是 3mA，那么 b 極電流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA，大概有 4.3V 電壓會落在基極電阻上，那么基極電阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。電阻值只要比這個值小就可以，當然也不能太小，太小會導致單片機的 IO 口電流過大燒壞三極管或者單片機，STC89C52 的 IO 口輸入電流最大理論值是 25mA，我推薦不要超過 6mA，我們用電壓和電流算一下，就可以算出來最小電阻值，我們圖 3-7 取的是經驗值