NPN型三極管概述

　　NPN型三極管，由三塊半導體構成，其中兩塊N型和一塊P型半導體組成，P型半導體在中間，兩塊N型半導體在兩側。三極管是電子電路中最重要的器件，它最主要的功能是電流 放大和開關作用。

　　半導體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。 三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結構成的，而三極管由兩個PN結構成，共用的一個電極成為三極管的基極（用字母B表示——B取自英文Base，基本（的）、基礎（的）），其他的兩個電極分別稱為集電極（用字母C表示——C取自英文Collector，收集）和發射極（用字母E表示—— E取自英文Emitter，發射）。

　　三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號，當然這種轉換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉換成信號的能量。三極管有一個重要參數就是電流放大系數β。當三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。

　　NPN三極管的工作原理詳解

　　三極管是一種控制元件，主要用來控制電流的大小，以共發射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發射極接地），當基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數β（β=ΔIC/ΔIB， Δ表示變化量。），三極管的放大倍數β一般在幾十到幾百倍。

　　三極管在放大信號時，首先要進入導通狀態，即要先建立合適的靜態工作點，也叫 建立偏置 ，否則會放大失真。

　　NPN三極管驅動繼電器原理圖解

　　繼電器線圈需要流過較大的電流（約50mA）才能使繼電器吸合，一般的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必須進行擴流，即驅動。

　　圖1 所示為用NPN型三極管驅動繼電器的電路圖，圖中陰影部分為繼電器電路，繼電器線圈作為集電極負載而接到集電極和正電源之間。當輸入為0V時，三極管截止，繼電器線圈無電流流過，則繼電器釋放（OFF）;相反，當輸入為+VCC時，三極管飽和，繼電器線圈有相當的電流流過，則繼電器吸合（ON）。

　　圖1 用NPN三極管驅動繼電器電路圖

　　續流二極管的作用： 當輸入電壓由變+VCC為0V時，三極管由飽和變為截止，這樣繼電器電感線圈中的電流突然失去了流通通路，若無續流二極管D將在線圈兩端產生較大的反向電動勢，極性為下正上負，電壓值可達一百多伏，這個電壓加上電源電壓作用在三極管的集電極上足以損壞三極管。故續流二極管D的作用是將這個反向電動勢通過圖中箭頭所指方向放電，使三極管集電極對地的電壓最高不超過+VCC +0.7V。

　　圖1中電阻R1和R2的取值必須使當輸入為+VCC時的三極管可靠地飽和，即有βIb》Ies

　　在圖1.21中假設Vcc = 5V，Ies=50mA，β=100，則有Ib》0.5mA

　　而Ib=（Vcc-Vbe）/R1-Vbe/R2

　　若取R2=4.7K，則R1《6.63K，為了使三極管有一定的飽和深度和兼顧三極管電流放大倍數的離散性，一般取R1=3.6K左右即可。

　　若取R1=3.6K，當集成電路控制端為+VCC時，應能至少提供1.2mA的驅動電流（流過R1的電流）給本驅動電路，而許多集成電路（例如標準8051單片機）輸出的高電平不能達到這個要求，但它的低電平驅動能力則比較強（例如標準8051單片機I/O口輸出低電平能提供20mA的驅動電流（這里說的是漏電流）），則應該用如圖1.22所示的電路來驅動繼電器。

　　圖2 用PNP三極管驅動繼電器電路圖

　　R2起到上拉作用

　　與圖2 比較NPN三極管變為PNP三極管，電流方向、電壓極性和繼電器邏輯都應有所變化。當輸入為0V時，三極管飽和，從而使繼電器線圈有相當的電流流過，繼電器吸合;相反，當輸入為+VCC時，三極管截止，繼電器釋放。