使用NPN型和PNP型三极管工作状态分析
一、说明
本文演示了一个使用mcu驱动小功率器件时，采用三极管来驱动器件，这时限流电阻应该如何选取。
如上图所示：
使用单片机io口控制一个小功率器件，这里使用了一个灯烛。
假设负载的导通压降为2v，额定工作电流20ma;
本文假设mcu输出的低电平为0v，高电平为3.3v;
三极管的导通电压假设为0.7v;
vcc电压假设为5v。
二、使用npn型三极管工作状态分析
1. 饱和状态基本要求
采用的三极管是一个npn型三极管，其作为开关使用时，工作在饱和状态，要求：
公式中：
uon 表示开启电压
uce可以近似看为0，
mcu输出低电平 , 这时三极管处于截止状态，负载电流为0。
mcu输出高电平，这时三极管饱和导通。
2. 计算限流电阻r2
负载的工作电压2v，可以计算出r2上的分压为3v，由此计算r2阻值：
3.ib
为了让uce尽可能小，三极管处于深度饱和状态，一般取ib为ic的 十分之一，即：
4. 计算rb
三极管的导通电压约为0.7v，计算r1的阻值：
这时的电路是这样的：
5. 下拉电阻
上面的电路中，在单片机上电时，如果io处于输入状态，则其电压可能处于不确定的状态。实际电路中，会在三极管的基极加一个下拉电阻，以让io口在上电时有一个确定的电平 。下拉电阻的取值一般是10k。
如上图所示，由于ube 仍为0.7v，r3上的电压也是0.7v，r3会分担0.7ma的电流，相对于ib的2ma电流，影响并不大。
三、使用pnp型三极管工作状态分析
1. 示例原理图
这里三极管接的vcc假设与io上拉采用相同电压值。
2. io输出低电平
这时三极管处于饱和导通状态。
3. io输出高电平
正常情况下，这时三极管处理截止状态。
需要注意的是，如果mcu的高电平是3.3v，而外面上拉电压是5v，这时pnp仍有可能处于饱和导通状态。而且5v电压有可能通过io反灌到mcu，可能会造成mcu烧毁。
所以一般这种电路采用npn型三极管的比较多一些。
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如上图所示：
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假设负载的导通压降为2v，额定工作电流20ma;
本文假设mcu输出的低电平为0v，高电平为3.3v;
三极管的导通电压假设为0.7v;
vcc电压假设为5v。
二、使用npn型三极管工作状态分析
1. 饱和状态基本要求
采用的三极管是一个npn型三极管，其作为开关使用时，工作在饱和状态，要求：
公式中：
uon 表示开启电压
uce可以近似看为0，
mcu输出低电平 , 这时三极管处于截止状态，负载电流为0。
mcu输出高电平，这时三极管饱和导通。
2. 计算限流电阻r2
负载的工作电压2v，可以计算出r2上的分压为3v，由此计算r2阻值：
3.ib
为了让uce尽可能小，三极管处于深度饱和状态，一般取ib为ic的 十分之一，即：
4. 计算rb
三极管的导通电压约为0.7v，计算r1的阻值：
这时的电路是这样的：
5. 下拉电阻
上面的电路中，在单片机上电时，如果io处于输入状态，则其电压可能处于不确定的状态。实际电路中，会在三极管的基极加一个下拉电阻，以让io口在上电时有一个确定的电平 。下拉电阻的取值一般是10k。
如上图所示，由于ube 仍为0.7v，r3上的电压也是0.7v，r3会分担0.7ma的电流，相对于ib的2ma电流，影响并不大。
三、使用pnp型三极管工作状态分析
1. 示例原理图
这里三极管接的vcc假设与io上拉采用相同电压值。
2. io输出低电平
这时三极管处于饱和导通状态。
3. io输出高电平
正常情况下，这时三极管处理截止状态。
需要注意的是，如果mcu的高电平是3.3v，而外面上拉电压是5v，这时pnp仍有可能处于饱和导通状态。而且5v电压有可能通过io反灌到mcu，可能会造成mcu烧毁。
所以一般这种电路采用npn型三极管的比较多一些。
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