大神支招 如何完美实现三极管开关电路设计

让三极管开关电路的设计变得更加完美，对很多研发工程师和在校大学生们来说，都是一个永远不会过时的目标追求。不过，想要让自己的设计更加优秀，设计者还需要从每一个环节入手，全面搞懂三极管开关电路的分析过程。接下来就让我们来听听研发大神们对设计分析方面的见解吧。

三极管开关电路的开启、闭合过程是需要设计者在研发之初，就必须弄清楚的重要环节。对三极管来说，由于它的基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此如果想要使三极管截止，那么参数Vin的值必须低于0.6伏特，这样才能使三极管的基极电流为零。通常在进行整个电路的设计之前，工程师为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往会使Vin值低于0.3伏特。当然，这种开关电路的输入电压愈接近零，伏特便愈能保证三极管开关处于截止状态。因此，如果想要将电流传送到负载上，那么三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样，这也就必须使参数Vin达到够高的准位，以此来驱动三极管使其进入饱和工作区工作。

当正常运行时的三极管处于饱和状态时，该状态下三级管本身的集电极电流相当大，几乎可以使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，在这种条件下参数VcE便接近于0，从而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律，当三极管呈饱和时，其集电极电流可以通过下式进行计算，其计算公式为：

因此，此时的基极电流最少应为：

在该公式中，我们可以看到IC和IB之间的基本关系。在该公式中，β值代表三极管的直流电流增益。对某些类型的三极管来说，其交流β值和直流β值之间，有着非常大的差异。因此，如果想要使开关闭合，那么Vin值就必须够高，这样才可以送出超过或等于（式1）式所要求的最低基极电流值。由于基极回路只是一个电阻和基射极接面的串联电路，因此Vin可由下式来求解，即：

此时，一旦三极管的基极电压超过或等于式2所求得的数值，那么该三极管便会导通，使全部的供应电压均跨在负载电阻上，至此整个开关电路便完整的完成了一次开关的闭合动作。

以上就是本文针对三极管开关电路进行的设计分析。当整个开关电路的设计完成之后，硅三极管在整个电路系统中的实际作用其实就和一只与负载相串联的机械式开关一样，而这种开关电路的启闭开关的方式，则可以直接利用输入电压方便的控制，比较方便且容易操作，无需采用机械式开关所常用的机械引动﹑螺管柱塞或电驿电枢等控制方式。