51单片机学习笔记（6）——三极管介绍

①三极管简介：三极管是一种很常用的控制和驱动器件，常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种，原理相同，压降略有不同，硅管用的较普遍，而锗管应用较少。三极管有 2 种类型，分别是 PNP 型 和 NPN 型，如下图：

②三极管基本结构：三极管有三个极，分别为基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。在上图中，横向的引脚为基极（b），和箭头连接的引脚为发射极（e），剩下的引脚为集电极（c）。

③三极管的原理：发射结正偏，集电结反偏。电压导通，电流控制。对于
PNP 硅管而言， e 极电压只要高于 b 级 0.7V 以上，这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说，控制端在 b 和 e 之间，被控制端是 e 和 c 之间。同理， NPN 型硅三极管的导通电压是 b 极比 e 极高 0.7V，总之是箭头的始端比末端高 0.7V 就可以导通三极管的 e 极和 c 极。

④三极管的常见应用（基于硅三极管）：
一、开关电路：

P1.0是51单片机的端口，当端口输出1时，表示为高电平5V，当端口输出0时，表示为低电平0V。根据三极管的工作原理我们可以知道，当端口输出0时，e-b之间的电压差大于0.7V，此时三极管处于导通状态，LED灯点亮；当端口输出1时，e-b之间的电压差小于0.7V，此时三极管处于截止状态，LED灯熄灭。通过这个电路，就可以达到用单片机管脚控制LED灯亮灭的目的，也就是一个开关电路。
二、电压转换电路：

IO口是51单片机的端口，当端口输出1时，表示为高电平5V，当端口输出0时，表示为低电平0V。根据三极管的工作原理我们可以知道，当端口输出0时，b-e之间的电压差小于0.7V，此时三极管处于截止状态，OUT端口的电压就是12V；当端口输出1时，b-e之间的电压差大于0.7V，此时三极管处于导通状态，OUT端口的电压就是0V。通过这个电路，就可以达到用单片机管脚控制输出电压的状态，也就是一个电压转换电路。
三、驱动电路：

51单片机的 IO 口可以输出一个高电平，但是它的输出电流却很有限，普通 IO 口输出高电平的时候，大概只有几十到几百 uA 的电流，达不到1mA。通常要点亮一个LED小灯至少也需要1mA，要使LED灯亮度增加，则需要几mA，也就是说通过51单片机的IO口直接连接点不亮这个 LED 小灯或者是亮度很低，这个时候如果我们想用高电平点亮 LED，就可以用三极管来处理了。三极管有一个特性就是电流放大，这个特性运用于电路中就是驱动能力。LED发光二极管是电流驱动器件，只有当电流达到一定值以后，它才会亮，因此可以用三极管电流放大的特性制作成驱动电路来驱动LED发光二极管正常发光。