详细分析开关三极管和加速电容的原理及作用

三极管的工作原理与应用

三极管的工作原理与应用一、工作原理三极管是一种半导体器件，由三个不同掺杂的材料层组成，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。

它的工作原理基于PN结的特性和电流放大效应。

1. PN结特性：三极管中的PN结是由P型和N型半导体材料的结合形成的。

当PN结正向偏置时，即正极连接到P区，负极连接到N区，电子从N区向P区流动，同时空穴从P区向N区流动。

这时，PN结处形成一个导电通道，电流可以通过。

2. 电流放大效应：三极管的基极和发射极之间的PN结是一个较弱的结，需要很小的电流即可控制大电流的通过。

当在基极-发射极之间施加一个小电流（称为基极电流），由于PN结的特性，会引起集电极-发射极之间的大电流（称为集电极电流）的变化。

这种电流放大效应使得三极管可以作为电流放大器使用。

二、应用领域三极管作为一种重要的电子器件，在各个领域都有广泛的应用。

1. 放大器：三极管可以将微弱的信号放大到更大的电压、电流或功率，用于音频放大器、射频放大器等。

2. 开关：三极管可以作为开关来控制电路的通断。

当基极电流为零时，三极管处于截止状态，电路断开；当基极电流大于零时，三极管处于饱和状态，电路闭合。

这种开关特性使得三极管广泛应用于数字电路和逻辑门电路中。

3. 振荡器：利用三极管的放大特性和反馈电路，可以构成振荡器电路，用于产生稳定的振荡信号，如射频振荡器、音频振荡器等。

4. 整流器：三极管可以作为整流器，将交流信号转换为直流信号，用于电源、充电器等电路中。

5. 温度传感器：三极管的工作电流与温度有关，可以利用其温度特性设计温度传感器，用于测量环境温度。

6. 逆变器：三极管可以将直流电源转换为交流电源，用于逆变器电路，如逆变焊机、逆变电源等。

总结：三极管是一种重要的半导体器件，其工作原理基于PN结的特性和电流放大效应。

它在放大器、开关、振荡器、整流器、温度传感器和逆变器等领域有广泛的应用。

开关电源工作原理详解析及三极管开关电路图原理及设计详解

PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。

本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。

线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。

最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。

对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。

由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。

此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。

由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。

三极管开关电路图原理及设计详解

三极管开关电路图原理及设计详解晶体管开关电路（工作在饱和态）在现代电路设计应用中屡见不鲜，经典的74LS，74ALS等集成电路内部都使用了晶体管开关电路，只是驱动能力一般而已。

TTL晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路；按晶体管连接方式分为发射极接地（PNP晶体管发射极接电源）和射级跟随开关电路。

1. 发射极接地开关电路1.1 NPN型和PNP型基本开关原理图：上面的基本电路离实际设计电路还有些距离：由于晶体管基极电荷存储积累效应使晶体管从导通到断开有一个过渡过程（当晶体管断开时，由于R1的存在，减慢了基极电荷的释放，所以Ic不会马上变为零）。

也就是说发射极接地型开关电路存在关断时间，不能直接应用于中高频开关。

1.2 实用的NPN型和PNP型开关原理图1（添加加速电容）：解释：当晶体管突然导通（IN信号突然发生跳变），C1瞬间短路，为三极管快速提供基极电流，这样加速了晶体管的导通。

当晶体管突然关断（IN信号突然发生跳变），C1也瞬间导通，为卸放基极电荷提供一条低阻通道，这样加速了晶体管的关断。

C通常取值几十到几百皮法。

电路中R2是为了保证没有IN输入高电平时三极管保持关断状态；R4是为了保证没有IN输入低电平时三极管保持关断状态。

R1和R3是基极电流限流用。

1.3 实用的NPN型开关原理图2（消特基二极管钳位）：解释：由于消特基二极管Vf为0.2至0.4V比Vbe小，所以当晶体管导通后大部分的基极电流是从二极管然后通过三极管到地的，这样流到三极管基极的电流就很小，积累起来的电荷也少，当晶体管关断（IN信号突然发生跳变）时需要卸放的电荷少，关断自然就快。

1.4 实际电路设计在实际电路设计中需要考虑三极管Vceo,Vcbo等满足耐压，三极管满足集电极功耗；通过负载电流和hfe（取三极管最小hfe来计算）计算基极电阻（要为基极电流留0.5至1倍的余量）。

注意消特基二极管反向耐压。

三极管开关电路设计三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。

三极管开关电路原理

三极管开关电路原理作为常用的电子元器件之一，三极管在电路设计中起到着关键的作用。

其中，三极管开关电路是一种常见的电路模型，其原理主要涉及三极管导通和截止两种状态，分别实现电路的开关控制。

下面我们将详细介绍三极管开关电路的原理和具体应用。

一、三极管开关电路的基本原理三极管是一种具有三个 pn 接口的半导体器件。

其中，基极、发射极和集电极分别对应着三个 pn 结，其主要特点在于可以控制集电极到发射极的电流大小。

当三极管处于导通状态时，其前向电压基本不变，电路中的电流会流过三极管的集电极和发射极。

反之，当三极管处于截止状态时，电路中的电流将无法流过三极管。

在实际应用中，我们可以通过不同的电压信号来控制三极管的导通情况，从而实现电路的开关控制。

例如，在一个简单的三极管开关电路中，将电压信号给基极，当电流通过基极后，三极管便进入导通状态，电路便通路。

反之，当电压信号被切断，三极管便进入截止状态，电路便处于断路状态。

二、三极管开关电路的分类尽管三极管开关电路的基本原理比较简单，但是它的应用也非常广泛。

根据电路的不同功能需求，三极管开关电路可以分为以下三类：1. 放大型三极管开关电路放大型三极管开关电路的主要特点在于可以控制电路的输出电压幅度。

通过不同的信号输入，在电路中，三极管便可以调整输出端的电流和电压大小。

从而，放大型三极管开关电路可以在电子放大器、信号解调器等领域中得到广泛的应用。

2. 保护型三极管开关电路保护型三极管开关电路的主要作用是保护电路中其他元器件不被损坏。

例如，在直流电机控制电路中，由于电机回馈电动势的存在，在关闭电路时，瞬间产生的高电压会损坏电路中的其他元器件。

通过添加保护型三极管开关电路，可以有效地消除这种风险。

3. 频率品质型三极管开关电路频率品质型三极管开关电路主要应用于改善电路中频率的稳定性和品质。

在这种领域中，三极管开关电路可以通过不同的信号输入和反馈控制来调整电路中的频率和相位，从而实现高品质的电路输出。

三极管做开关,常用到的电容作用

三极管做开关，常用到的电容作用
1。

开关三极管的基本电路图
负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上，输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。

详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃工作于截止(cut off)区。

同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。

关于晶体三极管的开关饱和区，MOS管的饱和区就是晶体管的放大区。

晶体三极管的放大是电流关系的放大，即Ic=B*Ib
而MOS管的放大倍数是Ic=B*Ugs,与g、s两端的电压有关系
MOS管的放大倍数比较大，稳定。

2.基极电阻的选取。

三极管开关控制电路原理

三极管开关控制电路原理三极管是一种常用的电子器件，具有放大和开关功能。

在电路设计中，三极管可以作为开关来控制电流的通断，实现各种电子设备的控制和调节。

本文将详细介绍三极管开关控制电路的原理和应用。

一、三极管的基本结构与工作原理三极管由三个区域组成：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。

其中，发射极与基极之间是一个PN结，基极与集电极之间也是一个PN结。

三极管的工作原理是通过控制基极电流的大小，来控制集电极电流的通断。

当基极电流为零时，三极管处于截止状态，集电极电流为零。

当基极电流增大到一定程度时，三极管进入饱和状态，集电极电流达到最大值。

通过改变基极电流的大小，可以控制三极管的工作状态，从而实现电流的通断控制。

二、三极管开关电路的原理三极管开关电路是利用三极管的开关特性来控制电流的通断。

其基本原理是通过输入信号来控制三极管的工作状态，从而控制输出电路的通断。

三极管开关电路通常由三个部分组成：输入电阻、输入信号源和输出负载。

其中，输入电阻用于限制输入电流，输入信号源提供控制信号，输出负载则是被控制的电路。

当输入信号为高电平时，输入电流流经基极，使得三极管进入饱和状态，此时输出负载上有电流通过。

当输入信号为低电平时，输入电流无法流经基极，使得三极管处于截止状态，输出负载上无电流通过。

通过改变输入信号的高低电平，可以控制输出负载电流的通断。

三、三极管开关电路的应用三极管开关电路在电子设备和电路中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用案例：1. 电子开关：三极管开关电路可以用作电子开关，控制各种电器设备的通断。

例如，在自动照明系统中，可以通过光敏电阻感应周围光照强度，当光照不足时，通过三极管开关控制灯泡的通断。

2. 数字逻辑电路：三极管开关电路可以用于构建数字逻辑电路，实现逻辑门的功能。

例如，使用三极管开关电路可以构建与门、或门、非门等逻辑门电路，用于数字信号的处理和逻辑运算。

三极管的工作原理与应用

三极管的工作原理与应用三极管是一种重要的电子器件，广泛应用于电子电路中。

它具有放大、开关和稳压等功能，是现代电子技术中不可或者缺的元件之一。

本文将详细介绍三极管的工作原理和应用。

一、三极管的工作原理1. PN结的形成三极管是由两个PN结组成的，其中P型材料富含正电荷，N型材料富含负电荷。

当P型材料和N型材料相接触时，形成PN结。

在PN结的界面处，会形成一个电场，这个电场被称为空间电荷区。

2. 基本结构三极管由三个区域组成：发射区、基区和集电区。

发射区和集电区都是N型材料，基区是P型材料。

发射区和基区之间的PN结被称为发射结，基区和集电区之间的PN结被称为集电结。

3. 工作原理当三极管处于正常工作状态时，发射结被正向偏置，集电结被反向偏置。

这样，发射结的空间电荷区会变窄，集电结的空间电荷区会变宽。

当在基区加之一个小的输入信号时，发射结的空间电荷区会发生变化，进而影响到集电结的空间电荷区。

这种变化会引起集电电流的变化，从而实现信号的放大。

二、三极管的应用1. 放大器三极管最常见的应用是作为放大器。

通过控制输入信号的大小，可以使输出信号得到放大。

三极管的放大性能由其参数决定，如电流放大倍数、最大功率和频率响应等。

2. 开关三极管还可以作为开关使用。

当输入信号的电压为高电平时，三极管处于导通状态，输出信号为低电平；当输入信号的电压为低电平时，三极管处于截止状态，输出信号为高电平。

这种开关功能可以用于数字电路和摹拟电路中。

3. 振荡器三极管也可以用于振荡器电路的构建。

振荡器是一种产生连续交流信号的电路，常用于无线电通信和时钟电路中。

三极管可以通过反馈回路产生正反馈，从而使电路产生自激振荡。

4. 稳压器三极管还可以用作稳压器。

稳压器是一种电路，用于保持输出电压恒定不变。

通过调整三极管的工作点，可以实现对输出电压的稳定调节。

5. 逻辑门三极管还可以用于构建逻辑门电路，如与门、或者门、非门等。

逻辑门是数字电路中常用的基本逻辑元件，用于实现逻辑运算。

三极管开关电路工作原理解析

三极管开关电路工作原理解析三极管开关电路是一种常用的电路配置，它可以实现在开关状态间快速切换，并可以控制电路的通断。

在许多电子设备中，三极管开关电路被广泛应用，比如计算机、通信系统以及各种控制系统等。

本文将对三极管开关电路的工作原理进行详细解析。

三极管开关电路通常由三个主要元件组成：一个三极管、一个电阻和一个负载。

三极管具有三个部分：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。

电流流经三极管的过程可以分为两种情况，即工作在开状态和工作在关状态。

当三极管处于开状态时，电路中的电流从集电极到发射极流动。

此时，基极和发射极之间的电压高于某个特定的阈值，称为饱和电压，通常为0.7伏特。

非常重要的一点是，只有当基极电压高于饱和电压时，三极管才能工作在开状态。

当三极管工作在开状态时，电路中的电流可以流动到负载上。

这样，负载上就会得到所需的电流，实现电路的通断控制。

当基极电压低于饱和电压时，三极管将会进入关断状态，导致电流停止流动，负载上的电压也会降为零。

三极管开关电路的工作原理可以通过一个简单的例子来说明。

假设我们有一个LED灯作为负载，需要通过三极管进行控制。

当驱动电压施加在基极与发射极之间时，就可以使得三极管工作在开状态。

这样，电流就会从集电极到发射极流动，从而使得LED灯发光。

在三极管开关电路中，电阻起着重要的作用。

通过调整电阻的阻值，可以改变基极电压，进而控制三极管的开关状态。

如果电阻的阻值较大，基极电压就会低于饱和电压，从而使得三极管工作在关断状态。

相反，如果电阻的阻值较小，基极电压就会高于饱和电压，使得三极管工作在开状态。

此外，三极管的工作速度也是三极管开关电路的一个重要因素。

在一些应用中，需要快速切换电路的开关状态，三极管的工作速度就成为一个关键问题。

通常情况下，三极管的工作速度取决于其截止频率。

截止频率越高，三极管的工作速度就越快，从而实现快速切换电路状态。

总结起来，三极管开关电路是一种常用的电路配置，通过控制三极管的基极电压，可以实现电路的快速通断控制。

开关三极管的工作原理与应用

开关三极管的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。

由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。

开关三极管简介：开关三极管的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。

由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。

开关三极管电路图：负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上，输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。

详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃工作于截止(cut off)区。

同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。

开关三极管工作原理：截止状态当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，即为三极管的截止状态。

开关三极管处于截止状态的特征是发射结，集电结均处于反向偏置。

导通状态当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并且当基极的电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，即为三极管的导通状态。

开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结，集电结均处于正向偏置。

三极管开关原理及运用

三极管开关原理及运用三极管开关的原理是基于三极管的特性和工作原理。

三极管是一种具有两个 pn 结的半导体器件，由三个材料层构成，分别是：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。

基极通过控制发射极和集电极之间的电流，实现对集电极电流的控制。

当基极电流大于一定阈值时，三极管会进入饱和区，此时集电极电流几乎等于发射极电流，即三极管处于导通状态；当基极电流小于一定阈值时，三极管会进入截止区，此时基极电流几乎为零，三极管处于关闭状态。

三极管的开关特性使其具有以下几个优点：1.快速开关速度：由于三极管开关的工作原理，其开关速度很快，可以在微秒级别之内完成开关动作，适用于高频率的开关应用。

2.较低的控制功耗：在工作状态下，三极管的基极电流很小，控制功耗也较低，能够实现高效能的开关操作。

3.较高的电流放大能力：三极管具有较高的电流放大能力，可以通过小信号控制大电流的流动。

这使得三极管开关在控制各种负载的电流时具有较大的灵活性和适用性。

4.适用于多种应用：三极管开关可以用于直流和交流电路的开关控制和信号放大，广泛应用于各种电子设备中。

1.电源开关：三极管开关可以用于电源开关电路中，实现对电源输出的开关控制。

通过控制基极电流，可以实现将电源电压传递给负载或断开负载与电源的连接，从而实现对电源的开关控制。

2.电机控制：三极管开关可以用于电机控制电路中，实现对电机的开关和速度控制。

通过控制三极管的开关状态，可以实现电机的启动、停止和速度调节等功能。

3.信号放大：三极管开关可以用作信号放大器，在放大电路中起到放大和调节信号的作用。

通过三极管放大器，可以将微弱的输入信号放大到较大的幅度，使其能够被后续电路所识别和处理。

4.时序控制：三极管开关可以用于时序控制电路中，实现时序信号的触发和控制。

通过控制三极管的开关状态和触发方式，可以实现对时序信号的精确控制，适用于时序电路和计时电路等应用。

总之，三极管开关是一种基于三极管的电子开关，具有快速开关速度、较低的控制功耗、较高的电流放大能力等优点，被广泛应用于电子设备中的电源开关、电机控制、信号放大和时序控制等方面。

三极管的工作原理与应用

三极管的工作原理与应用三极管是一种半导体器件，由三个区域组成，分别是发射区、基区和集电区。

它具有放大作用，可以将输入的弱信号，放大成较大的输出信号。

以下是关于三极管的工作原理与应用的详细介绍。

一、三极管的工作原理：1.PN结结构：三极管是由两个PN结组成的，其中中间的P型或N型区域称为基区，两侧的P型或N型区域称为发射区和集电区。

发射区和基区之间的结为发射结，集电区和基区之间的结为集电结。

2.偏置：三极管需要通过外部电源进行偏置，使正向偏置电流流过发射结，反向偏置电流流过集电结。

这样就形成了发射结正向偏置，集电结反向偏置的工作状态。

3.输入信号：当在基区施加输入信号时，会改变发射结的偏置电压，导致发射电流的变化。

这个变化的发射电流就代表了输入信号的变化。

4.放大作用：输入信号的微小变化会引起发射电流的变化；而发射电流的变化的倍数会通过集电电流的变化来体现。

这就实现了信号的放大效果。

二、三极管的应用：1.异常放大器：三极管可以将输入信号放大，广泛应用于音频、射频等信号的处理。

例如，在音响系统中，三极管可以将弱音频信号放大为大音量的声音。

2.开关控制：三极管在开关电路中具有重要作用。

当基极电流为零时，三极管截止，开关处于关闭状态；当基极电流为正时，三极管导通，开关处于打开状态。

这种开关控制使得三极管在电子设备中被广泛应用。

3.震荡器：三极管可以与其他元件组成震荡电路，用于产生连续振荡的信号。

例如，在收音机中，三极管可以与电感、电容等元件组成谐振电路，产生无线电信号。

4.反向保护：三极管可以用作反向保护电路，用于保护后级电路遭受高电压冲击。

当电压超过设定值时，三极管会导通，将多余电压引流到地，起到保护作用。

5.温度传感器：利用三极管的基区-发射区电流与温度之间的关系，可以设计出温度传感器。

当温度变化时，基区与发射区之间的电流也会发生变化，从而通过测量电流的变化来确定温度的变化。

三、三极管的特性：1.放大系数：三极管的放大系数是指集电电流变化与基极电流变化之间的比率。

三极管的工作原理与应用

三极管的工作原理与应用引言：三极管是一种常用的电子器件，广泛应用于电子电路中，它基于半导体材料的特性，起到放大、开关等作用。

本文将介绍三极管的工作原理和常见的应用场景。

一、三极管的工作原理1. 半导体材料三极管是由半导体材料构成的，包括P型半导体、N型半导体和中间的N型或P型材料。

其中，P型半导体含有缺电子的杂质，而N型半导体含有多余电子的杂质。

这种杂质的掺入使得半导体材料具有特殊的导电性质。

2. 基础结构三极管通常有三个引脚，分别为发射极(Emitter)，基极(Base)和集电极(Collector)。

发射极和基极之间是PN结，而基极和集电极之间是PNP结。

3. 工作原理当三极管的基极-发射极之间的电压大于某个临界值（一般约为0.6V），PN结就会形成正向偏置。

此时，电子从发射极流向基极，形成基电流（IB）。

当电子进入基极后，由于基-发结的特殊结构，电子会被吸引到集电极。

同时，集电极还吸引发射极的电子，形成集电流（IC）。

换句话说，基电流的变化可以控制集电流的变化，从而实现对电流的放大作用。

二、三极管的应用1. 放大器三极管因其放大功能，常被用作放大器的核心元件。

在放大器电路中，三极管对输入信号进行放大，使得输出信号的幅度变大。

在音频放大器、射频放大器等领域都有广泛的应用。

2. 开关三极管还可以用作开关，将小信号电流转换为大信号电流。

当输入电压符合特定条件时，三极管将被打开或关闭，实现对电路的开关操作。

基于这个特性，三极管广泛应用于计算机、电源管理、自动控制等领域。

3. 振荡器三极管的振荡电路可以将直流信号转换为交流信号。

这种振荡电路通常用于无线电、通信等系统中，用来产生高频信号或者驱动其他电子器件。

4. 温度传感器由于三极管的特性能够受温度影响，因此可以将其用作温度传感器。

通过测量基极-发射极或集电极-发射极之间的电压变化，可以推导出温度变化的信息。

这种应用常见于温度控制、温度报警等系统中。

三极管开关电路的加速电容详解

三极管开关电路的加速电容详解三极管开关电路作为功率管的控制应用广泛。

这里对一个实用开关电路中的各元器件作用作具体分析。

三极管开关控制电路上图是一个小功率三极管控制大功率三极管（达林顿管）开关电路。

控制信号通过控制小功率三极管的开关来控制大功率管Q1的开关。

原理分析三极管开关电路的基本原理就是控制三极管工作在截止区和饱和区工作。

电路设计原则等不作赘述，一般的三极管电路参考书籍有介绍。

在这里也只讨论图中这些阻容元器件的作用，不讨论其取值计算（因为取值计算需要选定三极管，而且颇为简单）。

图中R1作用是Q2的基极限流；R3作用是泄放掉关断状态时基极电荷，让Q2在低电平时保持截止状态；R4作用是Q2的集电极限流以及Q1的基极限流；电容C2是加速电容，加速Q2的开关速度，降低Q2管耗，从而延长Q2寿命；R5和C1是作为输出反馈给Q2的基极，作用同样为加速Q2的开关速度，延长Q2的寿命以及电路整体的性能，此为正反馈。

下面主要解释下C2的作用，其余的元器件作用，相信有一定三极管电路基础的都能理解。

让我们来看看C2是如何“加速”的——先来看看电路在没有C2的情况下是如何工作的：控制端由低电平拉升到高电平的过程中，集电极电流增长使得三极管从截止区—>放大区—>饱和区变化，从而使三极管从关断状态（截止）变为开通状态（饱和），注意，开通过程中，集电极电流增长全部靠Vcc提供；反过来，控制端从高电平变为低电平过程中，通过R3对基极电荷的泄放，加速控制三极管从饱和区—>放大区—>截止区变化，并最终变为关断状态。

再来看看加上C2后的电路工作情况。

来看由Vcc、R4、C2、R3、GND构成的回路：当电路没有控制激励的情况下（Control端低电平），Vcc给电容C2充电，C2和R4连接端的电位为Vcc；当控制激励从低电平向高电平转换的过程中，由于基极端电位上升，导致C2向三极管集电极放电，这样，集电极电流增长中，一小部分靠C2提供，其余靠Vcc提供，加速了三极管从截止到饱和变化的过程，此时C2两端的电压反转，大小约为0.7（V BE）-0.3（V CEsat）V；反过来，控制端从高电平变为低电平过程中，由于基极电压的下降以及集电极电压的上升，集电极对C2充电，从而导致三极管集电极与发射级间的电流更快速的下降，配合R3的作用，更快速的使三极管进入截止状态。

三极管开关电路加速电容

三极管开关电路加速电容
这个其实比较早就开始用了，也早就拍了照片，一直拖到现在才发，现在给不知道的人普及一下知识
首先简要说一下因器件结构和工作方式引起延时的原因
三极管BE之间是有电容的，这会和输入限流电阻形成一个RC电路，使电流延迟、上升斜率降低；三极管开启时，基区少子会有一个积累的过程，因此也要时间。

关断时少子消失需要一定时间，电容电荷减少也要时间。

这就使三极管开关出现延迟，并且上升和下降的延迟是不同的
解决方法
在无法改变器件结构时，只能通过外部器件
要想上升延迟减小，就要用一个大电流，但这样会使三极管过饱和，使其较难关断，所以只要在一开始有一个脉冲就好
要想关断快速，可以考虑加一个短时的反压，使结电容快速放电，少子快速减少
所以较为理想的驱动波形是这样
那么如何实现？
就是在限流电阻上并联一个电容！
脉冲输入时，电流上升率很高，电容呈现低阻抗，然后被充电，等效阻抗渐渐增加到∞，这样就只给三极管一个短时的大电流关断时相当于把信号输入与地短路，这样由于电容上还存有电荷，会给三级管一个短时的反压
加速电容选择
高频瓷片电容
工作频率几十千赫时二三nF即可，几百千赫时几百pF即可下面是实测
电路（不是专为这个测试搭的）
输入波形
未加加速电容
BE波形
输出波形（上：输入；下：CE波形）
可以看出开启时延时很小（这是因为494输出有一个小的尖峰，起到了加速电容的作用，从之前的图片中可以看出），但关断延迟很
明显
加了加速电容
BE波形
输出波形（上：输入；下：CE波形）
效果就不用我说了吧。

三极管在开关电路中的作用分析

三极管在开关电路中的作用分析三极管不仅可以对模拟信号放大，也可作为控制开关使用，作为开关使用的三极管处于截止与饱和状态，其基本电路如下图所示：其中，集电极电阻R1为上拉电阻，当三极管Q1截止时将输出电压上拉至电源V CC（高电平），可以理解为开集（OC）输出结构的上拉电阻，具体可参考文章《电阻（4）之上/下拉电阻》，基极串联电阻R2为限流电阻，防止输入电压V i幅值过高导致基极电流超额而损坏三极管，下拉电阻R3用来确保无输入信号（即悬空）时三极管处于截止状态。

有的厂家已经将电阻R2、R3集成到内部，如下图所示（来自Panasonic内置电阻三极管UNR921xJ系列数据手册）：此开关电路的基本原理很简单！当输入信号V i为低电平“L”时，三极管Q1处于截止状态，输出电压V o由集电极电阻R1上拉为电源VCC（高电平），此时三极管Q1相当于一个处于断开状态的开关，如下图所示：当输入信号V i为高电平“H”时，三极管Q1处于饱和状态，输出电压V o为三极管饱和压降（低电平），此时三极管Q1相当于一个处于闭合状态的开关，如下图所示：这种开关电路的用法主要有两种，其中之一就是将具体的负载（如电灯泡、马达、电磁阀、继电器、蜂鸣器等等）代替集电极电阻R1，这样输入信号V i高低电平就可以控制负载是否供电，如下图所示为电灯泡控制开关电路：当输入为低电平“L”时，三极管Q1是截止的，因此电灯泡两端是没有电压的，当输入为高电平“H”时，三极管Q1是饱和的，此时电源V CC施加到电灯泡两端，如下图所示：电灯泡是阻性负载（相当于一个电阻），如果换成是感性负载，我们还必须在感性负载两端反向并联一个二极管，如下图所示继电器应用电路：因为感性负载相当于一个电感，当三极管由导通变为截止时，电感中的电流将会产生突变，如果此时没有一个电流回路慢慢使电流下降，电感两端将产生很高的反向电动势，并联的二极管D1即用来为感性负载续流（防止三极管Q1被击穿的同时也可以保护继电器本身），因而称之为续流二极管，如下图所示：如果负载消耗的电流比较大，相应的可以选择集电极电流较大的三极管或达林顿管，此处不再赘述。

三极管开关速度与加速电容0001

品体管的开关速度即由其开关时间来表征，开关时间越短，开关速度就越快。

BJT的开关过程包含有开启和关断两个过程，相应地就有开启时间ton和关断时间toff，晶体管的总开关时间就是ton与toff之和。

如何提高晶体管的开关速度？一一可以从器件设计和使用技术两个方面来加以考虑。

（1）晶体管的开关时间：晶体管的开关波形如图1所示。

其中开启过程又分为延迟和上升两个过程，关断过程又分为存储和下降两个过程，则晶体管总的开关时间共有4个：延迟时间td,上升时间tr,存储时间ts和下降时间tf；ton=td+tr, toff=ts+tf在不考虑晶体管的管壳电容、布线电容等所引起的附加电容的影响时，晶体管的开关时间就主要决定于其本身的结构、材料和使用条件。

（境r出电k零冲）图1 BJT开美过程的电濡波形①延迟时间td :延迟时间主要是对发射结和集电结势垒电容充电的时间常数。

因此，减短延迟时间的主要措施，从器件设计来说，有如：减小发射结和集电结的面积（以减小势垒电容）和减小基极反向偏压的大小（以使得发射结能够尽快能进入正偏而开启晶体管）；而从晶体管使用来说，可以增大输入基极电流脉冲的幅度，以加快对结电容的充电速度（但如果该基极电流太大，则将使晶体管在导通后的饱和深度增加，这反而又会增长存储时间，所以需要适当选取）。

②上升时间tr :上升导通时间是基区少子电荷积累到一定程度、导致晶体管达到临界饱和（即使集电结0偏）时所需要的时间。

因此，减短上升时间的主要措施，从器件设计来说有如：增长基区的少子寿命（以使少子积累加快），减小基区宽度和减小结面积（以减小临界饱和时的基区少子电荷量），以及提高晶体管的特征频率fT（以在基区尽快建立起一定的少子浓度梯度，使集电极电流达到饱和）；而从晶体管使用来说，可以增大基极输入电流脉冲的幅度，以加快向基区注入少子的速度（但基极电流也不能过大，否则将使存储时间延长）。

③存储时间ts :存储时间就是晶体管从过饱和状态（集电结正偏的状态）退出到临界饱和状态（集电结0偏的状态）所需要的时间，也就是基区和集电区中的过量存储电荷消失的时间；。

再谈三极管的开关功能——有关加速电路

再谈三极管的开关功能——有关加速电路
在下图所示的gemfield的这个电路中，下方这个电路在基极电阻R4上并联了一个电容C2，其它两者一样。

这个电容的大小约为1000-3000pF。

这样来阐释：当一个正的驱动电压过来时，C2两端的电压不能突变，这是什么意思？我们知道这个对于电容来说就意味着短路，这时信号源可以为
2N5550提供直接的、立即的、快速的正向基极电流，使三极管立即导通。

之后C2被充电至激励电压的峰值而进入稳态。

当晶体管的驱动电压再往回跃变为零时，C2两端存储的电压立即加到三极管的发射结上，可以形成很大的反向基极抽取电流，是三极管迅速关闭并进入稳态。

这就是加速电路的一个典型。

这是两个电路运行的结果，从上面可以看出上升沿的时间：第一个是
67us，第二个是55us，似乎加速了些。

在这个电路中，并联于功率开关晶体管2N5550基极电阻R2两端的高速开关二极管1N4148的作用是当三极管截止时，吸收反向基极电流，通过对基极与发射极间的电容放电，达到减少存储时间的目的。

这似乎也是一个方法。

再看看下面的电路：
这个电路中，高速开关二极管（1N4148）与电阻R1的作用是当晶体管截止时，为反向基极电流提供一个低阻抗的通路。

这个为“开关”关的动作提供了尽可能快的支持，因为它迅速让电荷从三极管的pn势垒电容里释放掉。

关于这方面，只要发挥自己的想象，还有很多。

就不一一列举了。

三极管与电容

三极管与电容三极管与电容是电子学中重要的元件，它们在电路中发挥着不可替代的作用。

本文将分别介绍三极管和电容的原理、特点以及在电路中的应用。

一、三极管三极管是一种半导体器件，由三个不同掺杂的半导体材料构成。

它包括一个基区、一个发射区和一个集电区。

根据不同结构和工作原理，三极管可分为NPN型和PNP型。

三极管的主要特点是放大作用。

它可以将微弱的输入信号放大成较大的输出信号。

这一特点使得三极管广泛应用于放大电路、开关电路和振荡电路等。

在放大电路中，三极管起到信号放大的作用。

当输入信号作用于基极时，三极管会对其进行放大，放大倍数可达几百甚至几千倍。

这使得三极管成为音频放大器、射频放大器和功率放大器等电路中不可或缺的元件。

在开关电路中，三极管可以控制电路的通断。

当输入信号作用于基极时，三极管可以将电路从断开状态切换为闭合状态，或者从闭合状态切换为断开状态。

这种开关特性使得三极管被广泛应用于计算机、通讯设备和自动控制系统等领域。

在振荡电路中，三极管可以通过正反馈实现自激振荡。

通过合理选取电路元件的参数和工作状态，三极管可以输出一定频率的交流信号。

这使得三极管成为射频信号源、时钟信号源和发射器等电路中的重要组成部分。

二、电容电容是一种存储电荷的元件，由两个导电板和介质构成。

当电压作用于电容时，正负电荷分别储存在导电板上。

电容的存储电荷量与电压成正比，与电容本身的特性有关。

电容的主要特点是储存电荷和传递交流信号。

它可以储存电荷，当电源断开时，电容可以释放储存的电荷，使电路继续供电。

这一特点使得电容被广泛应用于电源电路、存储电路和滤波电路等。

在电源电路中，电容可以平滑直流电压。

由于电容可以储存电荷，当电源电压波动时，电容可以释放储存的电荷，使电路中的电压保持稳定。

这使得电容成为电源滤波器中的重要组成部分。

在存储电路中，电容可以储存数据。

我们常见的闪存和DRAM（动态随机存取存储器）就是利用电容的存储电荷特性来实现数据的存储和读取的。