Question

真心求教三极管问题

若用单片机驱动三极管作为开关管，若不接电阻R2，直接给高低电平貌似无法实现；接上R2后，R1，R2的阻值多少，怎么得出的，两个结都正偏导通，都反偏截止，如何得出C点高于或低于E点，是跟电阻的大小有关吗

Answer 1

首先来设定几个条件：
1、单片机的供电压一般为5V，那么P1~0输出的电压出也为5V；
2、单片机的I/O口一般吸收和输出电流约20mA；
3、9013最大集电极电流500mA，不能用尽，设为400mA；
4、9013的放大倍数为100；
5、图中的9013既作为开关管，R1就不是实际上的电阻，而是一个“负载”器件，比如说是个继电器绕组。

Ib=100/400=4mA，9013放大倍数若是100时，4mA基极电流就可驱动400mA的集极电流。
R2=(4mA)/5(V)=1250欧，取1.2K
那么，在选R1那个“负载”时，就不是怎么算的问题，而是根据Vcc和400mA这个条件去选了。

下面回答其它问题：
1、有关直接给高低电平貌似无法实现-----不是无法实现，而是相当将单片机的I/O口对地短路，损坏单片机。
2、两个结都正偏导通，都反偏截止，如何得出C点高于或低于E点，是跟电阻的大小有关吗------单片机I/O口输出为0时，本输出口等于直接接地，9013的b极也就接地，Vb=Ve=0，所以三极管关闭，R1无电流过，Ic=Ir1=0、所以Vr1=0，Vcc-Vr1=Vc。这时Vc不就高于Ve了么？

追问

若果想实现三极管放大，课本上说要满足发射结正偏，集电结反偏，如何保证集电极的的电压高于基极？谢谢

追答

图中的集电极不是通过R1直接接于Vcc么？
基极与射极之间的正向电压只有0.7V(低于0.7V基极在这儿可视作无电流)，而集电极与基极之间加的是反向电压，在CB极被击穿时是无电流从C极流向B极的(比如9013的Vcbo=50V)。

现在假设图中是一个放大电路来解释；
设R1=0.5K、Vcc=24V、9013的放大倍数为100。
放大电路的B极有偏置电路，设偏置电流Ib=0.1mA；(图中的电路是开关电路，所以没偏置电路)
这时 Ic=0.1(mA)×100(放大倍数)=0.01A(静态电流)；
Vc=24V-0.01(A)×0.5(K) =24(V)-5(V)=19V
这时集电极的电压是19V，基极电压是0.7V，这不是反偏了吗？
不要忘记，集电极加的电压与基极是反向电压，电流是无法从集极流向基极的。

Answer 2

应先弄清楚输出端的高低电平的输出特性，输出电流大小。一般CMOS电路的输出电压在高低电平时分别可达到接近电源电压及0V
三极管的集电极负载电流为 ( Vcc-饱和压降（约0.2-0.3V）)/R1
集电极负载电流除三极管的电流放大系数就可计算出基极所需的最小驱动电流。放大系数也可大约取50，9013的放大系数一般都大于50。
R2=(高电平输出电压 - 三极管导通压降（约0.65V）)/基极所需的驱动电流

追问

我的意思是将三极管作为开关管用，假如单片机给高电平使三极管导通，电阻Re，Rc为多少能使两个PN结都实现正偏？（即Ve>Vc,Ve>Vb),Ve、Vb的电压是如何计算出来的？

追答

两个PN结都正偏，应该同时满足Vb>Ve+导通压降，Vb>Vc+导通压降

追问

如何满足Vb>Vc+0.7？，如在上图中单片机给高电平，为啥就满足了，单片机给出的和vcc不都是5伏吗？谢谢，一直没弄明白

追答

只要基极的电流大于某一数值，三极管的集电极的电流受到负载电阻的限制不再随基极电流的增大而增大，集电极的电压下降约零点几伏，这时三极管就进入饱和状态，c、e之间可近似看作为一个小电阻。满足以下条件，三极管进入饱和状态：
（单片机输出的高电平电压（约5V） - 基极导通电压（约0.7V））* 三极管的电流放大系数 / R1 > (电源电压（5V）-饱和压降（约0.2V））/R2

Answer 3

‘若不接电阻R2，直接给高低电平貌似无法实现单片机驱动三极管作为开关管’.的说法是误。R2是限流电阻，当高电平输出时的5伏电压直接作用于三极管基极会使基极电流太大损坏三极管。所以R2的阻值范围比较大，从2K-10K都行。
R1的阻值关键看VCC是多少，如果也是5伏就1K-2K都行。
Q点是三极管输出点，当基极高电平时，三极管饱和导通，Q点相当于接地，是0电平。
当基极是低电平时，三极管截止，Q点电平等于VCC。
Q点输出电平与电阻大小无关。