我们的控制输入流入基极,输出连接到集电极,发射极保持固定电压。
虽然普通开关需要物理翻转执行器,但该开关由管脚上的电压控制。一个微控制器 I/O 引脚,就像Arduino上的那些,可以被编程为变高或变低以打开或关闭 LED。
当基极电压大于 0.6V(或任何晶体管的Vth值)时,晶体管开始饱和,看起来像集电极和发射极之间的短路。当基极电压低于 0.6V 时,晶体管处于截止模式——没有□ 电流流动,因为它看起来像 C 和 E 之间的开路。
上面的电路称为低端开关,因为开关——我们▂的晶体管——位于电路的低(接地)端。或者,我们可以使用 PNP 晶体管来创建高侧开关:
与 NPN 电路类似,基极是我们的输々入,发射极连接到恒定电压。然而,这一次,发射极被拉高,负载连接到接地端的晶体管。
该电路的工作原理与基于 NPN 的开关一样好,但有一个巨大的区别:要“打开”负载,基极必须很低。这可能会导◥致并发症,特别是如果负载的高电压(V CC为 12V 连接到此图中的发射极 V E)高于我们的控制输入的高电压。例如,如果您尝试使用 5V 运行的 Arduino 来关闭 12V 电机,则该电路将无法工作。在那种情况下,不可能关闭开关,因为 V B(连接到控制引脚)总是小于 V E。
基础电阻!
您会注意到这些电路中的每一个都在控制输入和晶体管的基◢极之间使用了一个串联电阻。不要忘记添加这个电阻!基极没有电阻╳的三极管就像没有限流电阻的LED 。
回想一下,在某种程度上,晶体管只是一对互连ζ的二极管。我们正向偏置基极-发射极二极管以打开负载。二极管♂只需要 0.6V 即可开启,高于此的电压意味着更多的电流。某些晶体管的最大额定电流可能仅为 10-100mA。如果您提供超过最大额定值的电流,晶体管』可能会炸毁。
我们的控制源和基极之间的串联电阻限制了流入基极的电流。基极-发射极节点可以获得↙0.6V的满意压降,电阻可以降低剩余电压。电阻器的值及其两端的电压将设置电流。
电阻器需要足够大以有效限制电流,但又要小到足以为基极提供足够的电流。1mA 到 10mA 通常就足够了,但请检查您的晶体管的数据表以确保。