Question

关于三极管的开关作用

我知道三极管截止相当于断开，饱和相当于导通，但如果三极管在放大状态呢？在设计三极管开关电路的时候，应该考虑些什么因素呢？

Answer 1

在回答问题之前，需要先说说三极管的结构，这样方便理解。
以NPN管为例，它是由三层半导体材料构成的（N型半导体材料 + P型半导体材料 + N型半导体材料）。
在中间的P型半导体材料与两端的N型半导体材料之间，都存在一个PN结（N - PN结 - P - PN结 - N)。
结合PN结的特性，我们就可以很容易的理解三极管的饱和、截止、放大三种状态了：
饱和：只要给予一个足够突破PN结的正向电压和电流（不超过三极管的额定正向电压和电流），三极管就会处于导通状态，当这个正向电压和电流产生变化时，三极管的导通状态维持不变，这个时候我们就说三极管饱和了。
截止：当给予PN结一个反向电压和电流（不超过三极管的额定反向电压和电流），三极管就会处于截止状态。
放大：给予PN结一个合适的正向电压或电流，让三极管进入导通状态，而又不达到饱和的状态，此时，当这个正向电压或电流产生变化，则三极管的导通能力也会随之有一个相应的变化（类似于一个可调电阻），这就是三极管的放大状态。
需要解释一下的是：三极管并不是把一个电信号凭空变大了，而是在基极的偏置电压或电流产生微弱变化时，能相应的引起集电极产生一个相应的成倍数变化的电压或电流，所以，要用三极管做放大电路，必须匹配相应的偏置电路，否则放大无从谈起。
所以，如果你要用三极管设计开关电路，那么你必须考虑以下两点：
1、让三极管得到一个明确的饱和或是截止的状态。
因此，你需要给三极管的基极一个偏置电路。例如：我们用NPN管做开关，我希望三极管平时是关断的，在我需要的时候才导通，那么我要把三极管的基极通过一个电阻接到电源地。PNP管反之。这是最常用也是最简单的办法。
2、需要按电路的驱动能力和开关频率去选择三极管的型号。
驱动能力是指电路控制三极管所能输出的电压和电流的强度。
开关频率则是三极管在饱和状态和截止状态之间的切换时间（响应延时）。
3、至于三极管的工作电压、电流、内阻、压降等等因素，需要结合电路的实际需求进行考虑。

Answer 2

为使三极管工作在放大状态，在三极管电路中设定了偏置电阻和集电极电阻，通过两个电阻分压得到输出电压，这是固定偏置放大电路，还有一种分压偏置放大电路。我最近也在学习，只能解释这么点，后面的内容还很多。很复杂

Answer 3

一些三极管放大作用并不是很明显，比如C9013，特别是贴片的。如果三极管做开关作用，需要满足的条件是VBC>0，VBE>0。这样就可以实现开关作用，一般其基极控制由单片机或者光耦什么的控制。这样就可以实现由截止状态直接变为饱和状态。这种情况就是三极管的开关作用。