8张图让你彻底理解晶体管开关电路
晶体管的开关原理
晶体管的开关原理
晶体管是一种用于控制电流流动的电子器件。
它由三个区域组成：发射区域(Emitter)、基区域(Base)和集电区域(Collector)。
晶体管的开关原理基于PN结的门控特性。
在晶体管中，PN结扮演着关键的角色。
PN结由一个N型半
导体和一个P型半导体组成，形成一个电荷分布不均匀的区域。
在PN结中，N型半导体的电子与P型半导体的空穴发生
复合，产生一个带电区域，称为耗尽区域。
当没有电压应用到晶体管的基极时，耗尽区域扩展到整个PN 结，并阻止电流流动。
这时，晶体管处于关闭状态。
然而，当在基极上施加一个正向电压时，P型半导体变得更加
正向偏置，N型半导体变得更加负向偏置。
这样，耗尽区域被压缩，形成一个导电通道，允许电流流动。
晶体管处于打开状态。
控制晶体管状态的电压称为基极电压。
当基极电压低于一个特定的阈值电压时，晶体管关闭；当基极电压高于该阈值电压时，晶体管打开。
这使晶体管能够被用作一个开关，用来控制电流的流动。
总之，晶体管的开关原理基于PN结的门控特性。
通过对基极
电压的控制，晶体管可以在关闭和打开状态之间切换，实现电流的开关控制。
MOS管开关电路图九种简单的简易详解
MOS管开关电路图九种简单的简易详解
今天我们分享的是，MOS管开关电路图九种简单的简易详解，请看下方
第一种：mos管开关电路图
MOS管的开关特性
静态特性
MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。
由于MOS管是电压控制元件，所以主要由栅源电压uGS决定其工作状态。
工作特性如下：
※uGS<开启电压UT：MOS管工作在截止区，漏源电流iDS基本为0，输出电压uDS≈UDD，MOS管处于“断开”状态，其等效电路如下图所示。
※ uGS>开启电压UT:MOS管工作在导通区，漏源电流iDS=UDD/(RD+rDS)。
其中，rDS为MOS管导通时的漏源电阻。
输出电压UDS=UDD·rDS/(RD+rDS)，如果rDS>>RD，则uDS≈0V，MOS管处于“接通”状态，其等效电路如上图(c)所示。
动态特性
MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程，但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间，而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的。
下图(a)和
(b)分别给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性示意图。
三极管开关电路图原理及设计详解
三极管开关电路图原理及设计详解晶体管开关电路（工作在饱和态）在现代应用中屡见不鲜，经典的74LS，74ALS等内部都使用了晶体管开关电路，只是驱动能力一般而已。
TTL晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路；按晶体管连接方式分为发射极接地（PNP晶体管发射极接电源）和射级跟随开关电路。
发射极接地开关电路1．1 NPN型和PNP型基本开关原理图：上面的基本电路离实际设计电路还有些距离：由于晶体管基极电荷存储积累效应使晶体管从导通到断开有一个过渡过程（当晶体管断开时，由于R1的存在，减慢了基极电荷的释放，所以Ic不会马上变为零）。
也就是说发射极接地型开关电路存在关断时间，不能直接应用于中高频开关。
1．2 实用的NPN型和PNP型开关原理图1（添加加速电容）解释：当晶体管突然导通（IN信号突然发生跳变），C1瞬间短路，为三极管快速提供基极电流，这样加速了晶体管的导通。
当晶体管突然关断（IN信号突然发生跳变），C1也瞬间导通，为卸放基极电荷提供一条低阻通道，这样加速了晶体管的关断。
C通常取值几十到几百皮法。
电路中R2是为了保证没有IN输入高电平时三极管保持关断状态；R4是为了保证没有IN输入低电平时三极管保持关断状态。
R1和R3是基极电流限流用。
1．3 实用的NPN型开关原理图2（消特基二极管钳位）解释：由于消特基二极管Vf为0．2至0．4V比Vbe小，所以当晶体管导通后大部分的基极电流是从二极管然后通过三极管到地的，这样流到三极管基极的电流就很小，积累起来的电荷也少，当晶体管关断（IN信号突然发生跳变）时需要卸放的电荷少，关断自然就快。
1．4 实际电路设计在实际电路设计中需要考虑三极管Vceo，Vcbo等满足耐压，三极管满足集电极功耗；通过负载电流和hfe（取三极管最小hfe来计算）计算基极电阻（要为基极电流留0．5至1倍的余量）。
注意消特基二极管反向耐压。
三极管开关电路设计三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。
开关电路原理图
开关电路原理图开关电路是电子电路中常见的一种电路类型，它可以控制电流的通断，实现对电器的开关控制。
在现代电子设备中，开关电路被广泛应用于各种电路中，如数码产品、通信设备、家用电器等。
本文将介绍开关电路的原理图，帮助读者了解开关电路的工作原理和应用。
1. 开关电路的基本原理。
开关电路由开关元件和负载组成，开关元件可以是普通的机械开关，也可以是电子元件，如晶体管、场效应管等。
当开关处于闭合状态时，电流可以流通，负载得到电源供电；当开关处于断开状态时，电流中断，负载断电。
开关电路的基本原理就是通过控制开关状态来实现对电流的通断控制。
2. 常见的开关电路类型。
（1）单极性开关电路。
单极性开关电路是最简单的一种开关电路，它由电源、开关和负载组成。
当开关闭合时，电流从电源流向负载，负载工作；当开关断开时，电流中断，负载停止工作。
这种电路常用于家用电器、照明设备等领域。
（2）双极性开关电路。
双极性开关电路是由两个开关控制同一个负载的电路，常用于实现正反转控制。
通过控制两个开关的状态，可以实现对负载的正转、反转和停止。
这种电路常用于电动机控制、机械设备控制等领域。
（3）多路开关电路。
多路开关电路是由多个开关控制同一个负载的电路，通过组合不同的开关状态，可以实现多种控制功能。
例如，可以通过多路开关实现对灯光的亮度调节、颜色切换等功能。
这种电路常用于舞台灯光控制、装饰灯控制等领域。
3. 开关电路的原理图。
开关电路的原理图是用符号和线条表示电路连接关系和工作原理的图示。
在原理图中，开关元件用特定的符号表示，电源、负载、连接线等也有相应的表示方法。
通过原理图，可以清晰地了解电路的连接方式、工作原理和控制逻辑。
4. 开关电路的应用。
开关电路在电子电路中有着广泛的应用，例如在数字电子产品中用于电源控制、信号选择等功能；在通信设备中用于信号切换、通断控制等功能；在家用电器中用于开关控制、定时控制等功能。
开关电路的应用领域非常广泛，几乎涵盖了所有需要电流控制的领域。
晶体管开关电路原理
晶体管开关电路原理
原理：输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。
TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件。
开关作用控制大功率现在的功率晶体管能控制数百千瓦的功率，使用功率晶体管作为开关有很多优点，主要是；(1)容易关断，所需要的辅助元器件少，(2)开关迅速，能在很高的频率下工作，(3)可得到的器件耐压范围从100V到700V，应有尽有．几年前，晶体管的开关能力还小于10kW。
目前，它已能控制高达数百千瓦的功率。
这主要归功于物理学家、技术人员和电路设计人员的共同努力，改进了功率晶体管的性能。
如(1)开关晶体管有效芯片面积的增加，(2)技术上的简化，(3)晶体管的复合——达林顿，(4)用于大功率开关的基极驱动技术的进步。
、直接工作在整流380V市电上的晶体管功率开关晶体管复合(达林顿)和并联都是有效地增加晶体管开关能力的方法。
在这样的大功率电路中，存在的主要问题是布线。
很高的开关速度能在很短的连接线上产生相当高的干扰电压。
简单和优化的基极驱动造就的高性能今日的基极驱动电路不仅驱动功率晶体管，还保护功率晶体管，称之为“非集中保护”(和集中保护对照)。
集成驱动电路的功能包括：(1)开通和关断功率开关；(2)监控辅助电源电压；
(3)限制最大和最小脉冲宽度；(4)热保护；(5)监控开关的饱和压
降。
开关三级管工作原理图
开关三级管工作原理图
以下为开关三级管的工作原理图：
1. 开关三级管由三个晶体管组成，分别为T1，T2，T3。
2. T1晶体管的基极（B1）通过一个电阻连接到输入信号源
（如微处理器或逻辑门电路）。
3. T1晶体管的集电极（C1）通过一个负载电阻连接到正电源，同时也连接到T2晶体管的基极（B2）。
4. T2晶体管的发射极（E2）通过一个电阻连接到地。
5. T2晶体管的集电极（C2）通过一个负载电阻连接到正电源，同时也连接到T3晶体管的基极（B3）。
6. T3晶体管的发射极（E3）通过一个电阻连接到地。
7. T3晶体管的集电极（C3）通过一个负载电阻连接到正电源。
8. 输出信号通过连接在T3晶体管的集电极（C3）和负载电阻
之间的节点得到。
工作原理：
当输入信号高电平时，T1晶体管导通，将T2晶体管的基极带
到高电平。
因此，T2晶体管导通，从而将T3晶体管的基极带
到高电平。
最终，T3晶体管导通，导通路径形成，输出信号
为高电平。
当输入信号低电平时，T1晶体管截断，将T2晶体管的基极带到低电平。
因此，T2晶体管截断，导致T3晶体管的基极也被带到低电平。
最终，T3晶体管截断，导通路径断开，输出信号为低电平。
总结：开关三级管通过控制输入信号的高低电平，实现了将输出信号切换为高电平或低电平的功能。
四种常用晶体管开关电路（2种NMOS，2种PMOS）
四种常用晶体管开关电路（2种NMOS，2种PMOS）晶体管开关”，是使用晶体管控制电路通断的开关。
根据实际应用场景，也称“模拟开关（analog Switch）”或“逻辑开关（Logic Switch）”。
它或许是一些电子发烧友们DIY时遇到的第一个电路。
本文将展示四种晶体管开关电路，其中2种使用NMOS，2种使有PMOS。
在电路设计过程中，有时需要“独立”控制几个开关的通与断。
例如构造某种波形。
晶体管开关能够实现一些开关的通与断不会影响其他开关的通与断，即开关之间相互“独立”，相互“无关”。
常在人机交互场景之中有着特定应用。
一，NMOS（NPN）晶体管开关晶体管（MOS），有NMOS（NPN）和PMOS（PNP）之分。
首先展示NMOS晶体管开关。
因为考虑到我们在人机交互构造波形时，所要求的波形具有“高使能”和“低使能”2种。
所以这里展示2种NMOS开关电路，一种生成“低使能”波形（开关按下的时候低电平），一种生成“高使能”波形（开关按下的时候高电平）。
1.1，NMOS（NPN）高使能开关1.2，NMOS（NPN）低使能开关二，PMOS（PNP）晶体管开关同理，PMOS（PNP）也可以构造2种开关电路。
2.1，PMOS（PNP）高使能开关2.2，PMOS（PNP）低使能开关多个开关可以共用同一电源和接地，而互不影响。
LED灯亮代表按下或使能。
下面展示上述四种开关电路的汇总图片：同时因为使用广泛，上述电路制成为了芯片，以容易集成调用。
典型的有基于1.1和2.1节所述开关电路原理的国产的CD4066和ti 的SN74HC4066，提供了四组高使能开关，相互独立同时冗余设计。
本文介绍了四种常用“晶体管开关”电路。
其中2种NMOS（其中1种“高使能”1种“低使能”），2种PMOS（其中1中“高使能”1种“低使能”）。
多个开关可以共用同一电源和接地，而互不影响。
在人机交互构造波形时有着广泛应用。
NPN PNP三极管开关电路
图1 NPN PNP三极管反相器电路vin无输入电位Q1截止。
Vin高电平时Q1导通，Q2基极得高电位，Q2截止。
图2 两只NPN三极管反相器电路vin无输入电位Q1截止,Q2导接入高电平Q1导通，促使Q2基极电位下级,Q2截止。
图3 PNP三极管开关电路当输入端悬空时Q1截止。
VIN输入端接入低电平时，Q1导通，继电器吸合。
图4 PNP三极管开关电路当vin无输入电位时Q1截止。
Vin接入Q1导通，继电器吸合
图5 三极管上拉电阻：当有高电位输入时Q 导通，因E-C 导通，又因有负载电阻，所以输出看作是低电平。
图6 三极管上拉电阻：当有高电位输入时Q 导通，因E-C 导通，又载电阻，所以输出看作是高电平。
图7 光藕控制NPN 三极管： 图8 光藕控制NPN 三极管：
图9 光藕控制PNP三极管：图10 光藕控制PNP三极管：。
晶体管的构造和原理
晶体管的构造和原理
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊晶体管这个神奇的小玩意儿。
晶体管啊，就像是一个超级小管家，它的构造其实不复杂，但作用可大了去啦！
晶体管主要有三个部分，就像一个三明治一样。
两边是半导体材料，中间夹着一层薄薄的东西。
这就好比是一个汉堡，上下两片面包，中间夹着美味的肉饼。
那它的工作原理是啥呢？简单来说，就是通过控制电流的通断来干活。
想象一下，晶体管就像是家里的电灯开关，你可以轻松地把它打开或者关上，从而控制电流这个“小精灵”的流动。
比如说在一个电路里，晶体管可以决定电流能不能通过。
如果它让电流通过了，那就像是打开了水龙头，水就哗哗流出来了；要是它不让通过，就好像把水龙头紧紧关上了，一滴水也流不出来。
晶体管的这个本领可太重要啦！它让我们的电子设备变得越来越小、越来越强大。
没有它，我们的手机、电脑可就没法这么厉害咯！所以啊，可别小看这个小小的晶体管，它可是现代科技的大功臣呢！下次当你拿起手机愉快地玩耍时，可别忘了这里面有晶体管的大功劳呀！。
晶体管及其基本电路
03
CATALOGUE
晶体管电路
放大电路
放大电路的基本原理
放大电路通过晶体管将微弱的 电信号放大，使其能够驱动更
大的负载。
放大倍数
放大倍数是衡量放大电路性能 的重要参数，它表示输出信号 与输入信号的比值。
输入电阻和输出电阻
输入电阻和输出电阻分别表示 放大电路对输入信号和输出信 号的阻碍作用。
频率响应
度和更低的能耗。
02
分子晶体管
分子晶体管是一种基于分子的电子设备，具有极高的集成度和极低的能
耗。研究人员正在探索利用分子晶体管制造超微型电子设备的可能性，
如生物医学传感器和量子计算机等。
03
纳米线晶体管
纳米线晶体管是一种基于一维纳米材料的电子设备，具有极高的电子迁
移率和机械灵活性。这种晶体管有望在柔性电子设备和可穿戴设备中得
石墨烯晶体管
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有极高的电子迁移率和热导率。研究人员 正在研究将石墨烯应用于晶体管制造，以实现更快的开关速度和更高的稳定性。
纳米晶体管
01
纳米晶体管
随着纳米技术的不断发展，人们正在探索制造更小、更高效的纳米晶体
管。这些晶体管的尺寸在几纳米到几十纳米之间，能够实现更高的集成
晶体管及其基本电 路
目 录
• 晶体管概述 • 基本电路元件 • 晶体管电路 • 晶体管的应用 • 晶体管的未来发展
01
CATALOGUE
晶体管概述
晶体管定义
晶体管
晶体管是一种半导体电子器件，能够 实现信号放大、开关控制等功能。
晶体管由三个电极构成
基极（B）、集电极（C）和发射极（ E）。
晶体管类型
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6.或门 7.H桥
输入A 输入B 输出A 输出B 电机方向
0
0
1
1
停止（制动）
DesignSpark
电机控制
PCB Layout
电源管理
参加Heilind有奖问答，赢取iPad Mini DesignSpark社区通关秀，人人有奖 分享LabVIEW宝贵经验，赢奖品so easy！ 2015物联网大会 探索改变世界的力量
8张图让你彻底理解晶体管开关电路
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A670521546 ( 楼主 ) 2014-7-4 15:06:31
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晶体管（三极管）的功能之一就是作为开关，利用其截止特性，实现开关功能。但是很多人并不能很 好的理解三极管的开关功能，下面以8个实例图片，生动的阐述三极管作为开关的功能。
期待大家回复讨论分析各个电路。 1.低边开关
国
ห้องสมุดไป่ตู้
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