三極管在我們的生活當中應用十分廣泛，到處都可見到它的身影。關于它了解多少？你知道什么是開關三極管嗎？你知道開關三極管的使用與連接嗎？本文接下來將會為你一一介紹。
開關三極管
開關三極管（Switch transistor）的外形與普通三極管外形相同，它工作于截止區和飽和區，相當于電路的切斷和導通。由于它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應用于各種開關電路中，如常用的開關電源電路、驅動電路、高頻振蕩電路、模數轉換電路、脈沖電路及輸出電路等。
負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則控制三極管開關的開啟(open) 與閉合(closed) 動作，當三極管呈開啟狀態時，負載電流便被阻斷，反之，當三極管呈閉合狀態時，電流便可以流通。
詳細的說，當Vin為低電壓時，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載亦沒有電流，而相當于開關的開啟（關閉狀態），此時三極管乃工作于截止(cut off)區。
同理，當Vin為高電壓時，由于有基極電流流動，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負載回路便被導通，而相當于開關的閉合（連接狀態），此時三極管乃工作于飽和區(saturation)。
截止狀態
當加在三極管發射結的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發射極之間相當于開關的斷開狀態，即為三極管的截止狀態。開關三極管處于截止狀態的特征是發射結，集電結均處于反向偏置。
導通狀態
當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并且當基極的電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不再怎么變化，此時三極管失去電流放大作用，集電極和發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態，即為三極管的導通狀態。開關三極管處于飽和導通狀態的特征是發射結，集電結均處于正向偏置。而處于放大狀態的三極管的特征是發射結處于正向偏置，集電結處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發射結，集電結的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關三極管正是基于三極管的開關特性來工作的。
工作模式
三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，有一個箭頭的電極是發射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是表示電流的方向。
雙極面結型晶體管兩個類型：NPN和PNP
NPN類型包含兩個n型區域和一個分隔它們的p型區域；PNP類型則包含兩個p型區域和一個分隔它們的n型區域。
參質數
選用三極管需要了解三極管的主要參數。若手中有一本晶體管特性手冊最好。三極管的參數很多，其中必須了解的四個極限參數：ICM、BVCEO、PCM、fT、TON TOFF 等，可滿足95%以上的使用需要。
1. ICM是集電極最大允許電流。三極管工作時當它的集電極電流超過一定數值時，它的電流放大系數β將下降。為此規定三極管的電流放大系數β變化不超過允許值時的集電極最大電流稱為ICM。所以在使用中當集電極電流IC超過ICM時不至于損壞三極管，但會使β值減小，影響電路的工作性能。
2. BVCEO是三極管基極開路時，集電極-發射極反向擊穿電壓。如果在使用中加在集電極與發射極之間的電壓超過這個數值時，將可能使三極管產生很大的集電極電流，這種現象叫擊穿。三極管擊穿后會造成永久性損壞或性能下降。
3. PCM是集電極最大允許耗散功率。三極管在工作時，集電極電流在集電結上會產生熱量而使三極管發熱。若耗散功率過大，三極管將燒壞。在使用中如果三極管在大于PCM下長時間工作，將會損壞三極管。需要注意的是大功率三極管給出的最大允許耗散功率都是在加有一定規格散熱器情況下的參數。使用中一定要注意這一點。
4. 特征頻率fT。隨著工作頻率的升高，三極管的放大能力將會下降，對應于β=1時的頻率fT叫作三極管的特征頻率。
5.開通時間、關斷時間是衡量開關管響應速度的一個重要參數。
開關三極管的使用和連接
首先來說一下NPN型，這種型號的三極管在用于開關狀態時，大都是按圖一的接法：發射極接地，集電極接高電平，基極接控制信號。在圖一里，當信號Green為高電平時，三極管導通，電流從集電極流向發射極，也就是說從Vcc到地構成一回路，這個時候發光二極管導通發光。其次對于PNP型的三極管，用于開關狀態時，一般都是按圖二的接法：發射極接高電平，當基極收到低電平信號時，三極管導通，也即電流從發射極流向集電極。
由上圖可見，若三極管三端加的電壓不正確會損壞三極管，在三極管的Datasheet里都有標出擊穿電壓的參數:
三極管的反向工作電壓應小于擊穿電壓的(1/2～1/3)，以保證管子安全可靠地工作。
當然，有得初學者會提出對Vcbo>Vceo有所疑問：因為有資料介紹三極管的擊穿電壓，BVceo怎么會小于BVcbo，應該BVceo約=BVcbo+0.6v才對啊!解答是：BE是正偏，BC是反偏，關系當然不是加，而是VCE=VCB-0.7中E所以VBO>VCEO。
開關三極管的使用誤區
如圖（a）所示，用NPN三極管，蜂鳴器連接到三極管的集電極，驅動信號是常見的3.3V或者5V ? TTL電平，高電平導通，電阻按照經驗值取4.7KΩ，三極管導通時假設高電平為5v,基極電流為：
Ib=（5-0.7）V ÷4.7KΩ = 0.9mA
它可以使 三極管完全飽和。
如圖（b）所示，用NPN三極管，同樣把蜂鳴器連接到三極管集電極，不同的是 是還用的驅動信號是5V的TTL電平。
以上兩個電路都可以正常工作，只要PWM驅動信號工作在合適的頻率下，蜂鳴器（有源）就會發出最大的聲音。
圖2和圖1對比，最大的區別就是被驅動器件連接到了三極管的發射機。
如圖（c）所示，三極管導通時假設高電平是5V，基極電流為
Ib=（5-0.7-UL）V ÷4.7KΩ?
其中，UL為被驅動器件上的壓降?？梢钥闯觯瑯尤》e極電阻為4.7KΩ ，流過基極的電流會比圖1中的（a）電路電流要小，小多少需要看UL為多少：如果UL較大，那么相應的Ib也就會很小，很有可能導致三極管無法工作在飽和狀態，使得驅動器件無法動作 。有人認為把基極電阻調小就好了，可是被驅動器件的壓降是很難獲知的，有些被驅動器件的壓降是變動的，這樣一來 ，基極電阻就很難選擇合適：阻值選的太大，會導致驅動失敗 ； 阻值選擇太小，損耗又變大。所以，不在萬不得已的情況下，不建議用圖2的兩種電路。
如圖3，驅動信號為3.3V電平，而被驅動器件導通電壓需要5V。在3.3V單片機電路中，若不小心，就容易設計出這兩種電路。
如圖（e）所示，這是典型的“發射極正偏，集電極反偏”的放大電路，或者叫做射極輸出器。當PWM信號為3.3V時，三極管發射極電壓為3.3V-0.7V=2.6V，無法達到期望的5V。
如圖（f）所示，這是一個失敗的電路。首先，這個電路無法斷開，當驅動信號PWM為3.3V高電平是，Ube=5V-3.3V = 1.7V 仍然可以使三極管導通，于是電路無法斷開。在這里，有人會說用過這個電路，他沒有問題，而且單片機的電壓也是3.3V。筆者個人認為這個人用的是OD（開漏）驅動方式，而且是真正的ＯＤ或者是５Ｖ可以容忍的ＯＤ，比如ＳＴＭ３２的很多IO都可以設置為OD門驅動方式，輸出高電平，信號就變成了高阻態，流過基極電流為0，三極管可以有效截止，這時候圖（f）依然有效。
結語
關于開關三極管的介紹就到這了，希望通過本文能讓你對開關三極管有更深的料及。