三极管NPN和PNP开关电路

0. 总结

NPN适合做低端驱动,即PN结在下面(低端),发射极E接地。

PNP适合做高端驱动,即PN结在上面(高端),发射极E接VCC。

Tips:标箭头的PN结,中间的是基极B,外头是E极。

1. 简述

三极管开关属于电流控制开关,Ib控制Ic,与MOSFET管电压控制相反:

NPN和PNP的电流方向、电压极性相反。 

1)NPN :以B→E 电流控制C→E 电流。 正常放大时,  即VC > VB > VE

2)PNP :以E→B 电流控制E→C 电流。 正常放大时,  即VE > VB > VC

总之,VB在中间,VC 和 VE 在两边。而且BJT各极的电压与电流方向是一致的,不会出现电流从低电位处流行高电位的情况。 

NPN和PNP区别:箭头所指,即电流流向。如图:

三极管NPN和PNP开关电路_第1张图片

PNP的反向电流可以使用I/O口直接提供,注意I/O口的最大承受电压,最好E极电压等于I/O口的高电平。对于E电压比较大的情况下可以使用文章最后的电源控制电路。

三极管NPN和PNP开关电路_第2张图片

2. NPN,PNP三极管开关形式的典型接法

只有一个上拉下拉电阻的区别。如果是GND~VCC的信号驱动,左图即可。如果是强弱电流驱动,选右图。

三极管NPN和PNP开关电路_第3张图片

NPN适合做低端驱动,PNP适合做高端驱动。类似的NMOS和PMOS也是如此。

因此,为了获得相应的控制电位差,把NPN的射级对地,你比较容易获得一个开启信号。如果你把NPN的集电极直接接VCC,那么你就需要VCC甚至VCC以上的信号才能开启,驱动起来不方便,更重要的是,随着负载上电压的变化,你的IB不稳定。因此一般来说,低端管在低端高端管在高端。

说明:大多数的小信号硅质三极管在饱和时,VCE(饱和) 值约为0.2V,纵使是专为开关应用而设计的交换三极管,其VCE(饱和) 值顶多也只能低到0.1V左右,而且负载电流一高,VCE(饱和) 值还会有些许的上升现象,虽然对大多数的分析计算而言,VCE(饱和) 值可以不予考虑,但是,必须明白VCE(饱和) 值并非真的是0。

 

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