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三極管開關原理  三極管開關原理圖

              圖1   NPN 三極管共射極電路                             圖2  共射極電路輸出特性曲
 圖一所示是NPN三極管的共射極電路，圖二所示是它的特性曲線圖，圖中它有3 種工作區域：截止區(Cutoff Region)、線性區 (Active Region) 、飽和區(Saturation Region)。三極管是以B 極電流IB 作為輸入，操控整個三極管的工作狀態。若三極管是在截止區，IB 趨近於0 (V_BE亦趨近於0)，C 極與E 極間約呈斷路狀態，I_C= 0，V_CE= V_CC。若三極管是在線性區，B-E 接麵為順向偏壓，B-C 接麵為逆向偏壓，IB 的值適中(V_BE= 0.7 V)，  I C =h_{F E}I_B  呈比例放大，Vce  = Vcc -Rc I c = V cc - Rc  h_FEI_B可被I_B操控。若三極管在飽和區，I_B很大，V_BE= 0.8 V，V_CE= 0.2 V，V_BC= 0.6 V，B-C與B-E 兩接麵均為正向偏壓，C-E間等同於一個帶有0.2 V 電位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc  ，Ic與I_B無關瞭，因此時的I_B大過線性放大區的I_B值，  Ic<h_FE  I_B 是必然的。三極管在截止態時 C-E 間如同斷路，在飽和態時C-E 間如同通路 (帶有0.2 V 電位降)，因此可以作為開關。控制此開關的是I_B，也可以用V_BB作為控制的輸入訊號。圖三、四分別顯示三極管開關的通路、斷路狀態，及其對應 的等效電路。

           圖3、截止態如同斷路線圖                                        圖4、飽和態如同通路

實 驗：三極管的開關作用

簡單三極管開關：電路如圖5，電阻RC是LED限流用電阻，以防止電壓過高燒壞LED（發光二極管），將輸入信號V_IN從0 調到最大 (等分為約20 個間隔)，觀察並記錄對的V_OUT以及LED 的亮度。當三極管開關為斷路時，V_OUT=V_CC =12 V，LED不亮。當三極管開關通路時，V_OUT  = 0.2V ，LED會亮。改良三極管開關：因為三極管由截止區過度到飽和區需經過線性區，開關的效果不會有明確的 界線。為使三極管開關的效果明確，可串接兩三極管，電路如圖六。同樣將輸入信號V_IN從0調到最大 (等分為約20 個間隔)，觀察並記錄對應的V_OUT以及LED 的亮度。

   
        圖5、簡單開關三極管電路圖                                  圖6、改良三極管開關電路-達林頓電路圖

以上可以看出幾乎任何一種型號三極管都可一做為電子開關來使用，如果條件允許也可用來控制加熱設備。可見開關三極管隻是一個籠統的概 念。

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