按鍵開關IC中三極管開關電路

在電子開關IC的應用種，由于IC只是給出一個觸發信號，而IC本身的負載是比較小的，開關機IC芯片種加入三極管和MOS管來驅動應用是比較廣泛的。

三極管可以工作在三種狀態：截止、放大、飽和。在模擬電路中，一般比較常用的是放大狀態，而在單片機外圍電路中，我們比較常用的還是其開關狀態，即工作在截止和飽和狀態。

實際上三極管的開關電路可以從放大電路逐步演變而來。如下圖所示：

上圖左邊是正常的放大電路，右邊是我們需要的開關電路。從這兩個波形不難看出，其狀態很像，只是一個是正弦波，一個是方波。如果我們把放大倍數調大，或者把輸入信號增大，那么會導致什么現象呢？這一點不難想象，輸入輸出信號的增大，放大波形的上下均會被切掉。切掉后的正弦波是不是很像我們的方波呢？由此可以看出，我們只需要修改這個放大電路，讓其進入兩個極端就可以得到開關電路了。

從放大電路到開關電路

從發射極放大電路演變掉開關電路的示意圖如下：

從圖中可以看出，電路（a）去掉輸入輸出兩個耦合電容后得到了電路（b），由于放大倍數是有Rc和Re兩個電阻決定的，所以去掉Re后，得到了電路（c），同時，基極偏置電路也沒有什么必要，當輸入信號為0V時三極管處于截止狀態，如圖（d）。

為了確保在沒有任何信號輸入時，三極管處于截止狀態，這里加上了下拉電阻R2。我們知道，如果在電路中輸入信號超過0.6V時，三極管的基極和發射極之間的二極管將導通，開始為電路提高基極電流，在這種狀態下，由于沒有限制電流的大小，可能會損害單片機端口和三極管，為此還需要在基極上添加一個限流電阻。至此一個開關電路就這樣演變而來。

負載放置

開關電路完成了，那么負載應該放在什么地方呢？對于這個電路，負載的放置有兩種方式：

上圖上邊是開路集電極電路，跟負載使用電源沒有關系，只要基極有電壓，電路就能工作；而上圖下邊的是開路發射極，基極電壓與負載電源是有關系的，輸出電壓要比輸入電壓低0.6V。所以，這兩種開關電路各有優缺點。上邊電路的開關速度不夠高，還必須通過添加其他器件來提高其開關速度。而下邊電路的開關速度卻非常快，但輸入電源和輸出電源有關聯。所以，在實際的應用中，比較常用的還是左邊的那種方式，本人也建議盡量采用上邊的（b）圖，而盡量不要應用右邊的這兩種方式。

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