晶体管如同一个电子开关,能够打开或者关闭电流。本期用实际例子来看看BJT(三极管)是如何工作的。
三极管(NPN)(图一)
要打开BJT,基极和发射极之间的电压需要大约0.7V的电压。可以将一个0.7V的电池,直接连接到基极和发射极之间,BJT便会打开。
当它处于打开状态时,电流会从集电极流过三极管到发射极。
而当BJT处于关闭时(如图二)便不再有电流流过,发光二极管(LED)也被关闭。
那如果没有一个0.7V的电池,我们应该如何打开三极管?
其实很简单!那就是串联电阻!
BJT的基极和发射极之间的工作原理是二极管。二极管有一个正向电压,它会在可用电压中获取该正向电压。当你串联了一个电阻器,其余的电压就会在电阻上进行分压。
通过增加这个电阻,你就会自动获得0.7V左右。
当电流从基极流向发射极,三极管导通,更大的电流则会从集电极流向发射极。这两个电流的大小之间存在连接,即为三极管的增益。
拿一般常用的三极管来说,增益大概在100左右。相当于,如果有0.1mA电流从基极流向发射极,那么从集电极流向发射极的电流就会在100mA,也就是100倍以上。(图3)
问题来了,(图3)R1需要多大的电阻值,才能获得0.1mA的电流?
如果电池在9V,三极管的基极到发射极达到0.7V,那么电阻器上还有8.3V。
你可以拿欧姆定律来找到这个值:
因此,你需要一个83kΩ左右的电阻。
R2则可以将电流限制在LED上。此外,如果想要将LED和电阻直接连接在9V电池,可以选择大概1 kΩ的阻值,即可正常工作,无须三极管。
以上那NPN三极管来举例子,而三极管还有PNP型,其工作原理与NPN相同,不同的是其所有的电流是相反方向。
在选择晶体管的时候,切记要注意晶体管所能承受的电流(集电极电流)。
下期讲解实际举例MOSFET的工作原理以及器件选择。