三极管开关电路分析及Rb计算13页word
三极管开关电路分析及Rb计算
1.输入电压Vin，输入电阻Rin，三极管导通电压取0.6V，三极管电流放大倍数是B，输出电阻(在C极的电阻)是Rout。
这样很好计算了：5V / Rout = A，A /B = C，所以C是你最小的基极电流。
如果你的输入电压Vin也用5V，那么(5 - 0.6)/C = Rin，你就可以选Rin了，为使三极管可靠饱和，选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。
2.先求I先求Ic=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例：已知条件：输入Vi=5V，电源电压Vcc=5V，三极管直流放大系数beta=10.查规格书得，集-射饱和电压Vcesat=0.2V，此时集电极电流Ic=10mA（或其它值），则集电极电阻Rc=（Vcc-Vcesat）/Ic = （5-0.2）/10 = 480 欧。
则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA，基极限流电阻Rb=（Vi-Vbe）/Ib=（5-0.6）/1=4.4K，取为4.2K。
这时要注意，输入高电平为5V是理想情况，有可能在2.5V（输入的一半）以上就为高了，这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够，因此要重新计算。
以2.5V为逻辑电平的阈值来计算，则Rb==（Vi-Vbe）/Ib=（2.5-0.6）/1=1.9K，取为1.8K，或2K。
如何使三极管工作于开关状态?晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。
晶体三极管输出特性三个工作区，即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。
如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态，就应该使之工作于饱和区；要使晶体三极管工作于开关的断开状态，就应该使之工作于截止区，发射极电流iE=0，这时晶体三极管处于截止状态，相当于开关断开。
集电结加有反向电压，集电极电流iC=ICBO，而基极电流iB=-ICBO。
说明三极管截止时，iB并不是为0，而等于-ICBO。
三极管电路分析
本文主要介绍三极管的计算，包括电压增益A 、输入电阻i R 、输出电阻o R ；包括三极管的三种组态：共集、共基、共射的计算。
本文力图让读者在细读完本文后能对三极管的相关计算熟练掌握。
本人刚读研一，考研是考的模电，有一年三极管使用经验。
望以一种怀疑的态度看本文。
本文与其他课本讲述的不同之处，介绍一种直观的方法，而不是画出小信号等效模型的方法来进行各种计算，而且这种方法不需要记忆各种公式，完全直观的看就可以得出结果。
方法的关键在于对BJT 的模型的简化和理解。
三极管的等效模型如图，高频模式的很多参数被忽略，实践上当频率不是特别高时这种模型的精度是足够了的。
图1三极管及其小信号等效模型从模型中可以看出，be 之间是电阻be r ；bc 之间是断开的；ce 之间是电流控制电流源，控制关系如图所示，b c i i ，其中 是常数，由管子决定，b i 为be 之间的电流，也就是流过be r 的电流，它们的电流方向是应特别值得注意的。
图中同样可以得到这个重要关系式：b c b e i i i i 1。
总结一下，简化模型中要用到的几点：（1）be 间电阻是be r ；（2）bc 间开路；（3）ce 间为受控电流源b c i i ；（4）b i 即be i ，c i 即ce i ，注意它们的方向关系；（5） b c b e i i i i 1，一定要主要方向。
另外还需要知道的就是电路的交流通路。
求交流通路也是直观的看，并不画出来。
求交流通路的要点：（1）DD V 是直流电源，没有交流成分，所以是交流地，所以分析交流通路时，接电源和接地是一个效果。
（2）电容短路，除非特别说明，所有电容对交流短路。
（3）信号中的直流成分被忽略，只考虑交流部分。
例如：cebcbi图2三极管基本电路图3图2中电路的交流通路分析如下：C2短路，c R 接地，则c R 和L R 并联接地。
1b R 接电源相当于接地，则1b R 和2b R 并联接地。
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）在现代电路设计应用中屡见不鲜，经典的74LS，74ALS等集成电路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。
1. 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。
三极管常用应用电路及分析
三极管常用应用电路及分析三极管是一种常见的电子器件，具有放大和开关功能。
在电子领域中，三极管有着广泛的应用，例如放大电路、开关电路和振荡电路等。
下面我将详细介绍三极管的常用应用电路及其分析。
首先，我们来介绍三极管的放大电路应用。
放大电路可以放大输入信号的幅值，并输出一个放大后的信号。
三极管可以作为放大器的关键部件，用于放大音频信号和射频信号等。
常见的三极管放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。
共射放大电路是最常见的三极管放大电路之一。
在共射放大电路中，三极管的发射极作为输入端，基极作为控制端，集电极作为输出端。
输入信号被施加在发射极上，通过基极到地的电阻进行偏置。
当输入信号引发了一定的输入电流时，三极管将放大这个电流，并通过负载电阻输出放大后的信号。
共射放大电路具有较大的增益、较低的输出阻抗和较高的输入阻抗，可用于音频放大和功率放大等应用。
共基放大电路是另一种常见的三极管放大电路。
在共基放大电路中，三极管的基极作为输入端，发射极作为控制端，集电极作为输出端。
输入信号直接施加在基极上，通过发射极到地的电阻进行偏置。
当输入信号引发了一定的输入电流时，三极管将放大这个电流，并从集电极输出放大后的信号。
共基放大电路具有较低的输入阻抗、较大的电流放大倍数和较小的输出阻抗，常用于射频放大等应用。
共集放大电路是三极管放大电路的另一个常见形式。
在共集放大电路中，三极管的集电极作为输入端，基极作为控制端，发射极作为输出端。
输入信号通过集电极到地的电阻进行偏置，并施加在集电极上。
当输入信号引发了一定的电流时，三极管将放大这个电流，并通过基极到地的电阻将放大后的信号输出。
共集放大电路具有较大的输入阻抗、较大的输出电流和较小的输出阻抗，可用于阻抗匹配和信号隔离等应用。
接下来，我们来介绍三极管的开关电路应用。
开关电路可以将输入信号转换为输出信号，常用于数字电路和计算机器件等。
三极管开关电路可以实现高频开关功能，用于模拟开关电路和数字电路的设计中。
三极管开关电路设计
三极管开关电路设计三极管是一种常用的电子器件，在电路设计中起着重要作用。
在设计开关电路时，三极管也可以用来实现信号放大和信号切换的功能。
本文将从开关电路的基本原理、三极管的工作原理和开关电路的设计要点几个方面进行详细介绍，以期帮助读者正确理解开关电路的设计原则和方法。
一、开关电路的基本原理开关电路是一种可以将电流或电压切换的电路，它通常由电源、开关和负载三部分组成。
当开关处于打开状态时，电流或电压可以通过负载，从而完成电路的通路；当开关处于关闭状态时，电流或电压无法通过负载，从而切断电路。
可以通过对开关的控制，实现电路的开关动作。
二、三极管的工作原理三极管是一种受控器件，它包含三个电极：发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
三极管的工作原理可以用两个PN结的导电性改变来解释。
当在基极-发射极间施加正向电压时，PN结的导电性将会改变，从而使电流从基极流向发射极。
这时，三极管处于饱和区，可以将电流从集电极流向负载，起到放大信号的作用。
当在基极-发射极间施加反向电压时，PN结间的阻断作用使得三极管不导电，这时，三极管处于截止区，电流无法从集电极流向负载，起到切断信号的作用。
三、开关电路设计要点1.选择适当的三极管。
在设计开关电路时，应根据实际需求选择适当的三极管。
一般来说，NPN型三极管适用于负载为正电压的电路，PNP型三极管适用于负载为负电压的电路。
此外，还需考虑三极管的最大功耗和最大电流等参数。
2.设置合适的电阻。
在三极管的基极和发射极之间设置一个合适的电阻，可以限制三极管的基极电流，避免损坏。
电阻的数值可以通过欧姆定律计算得出。
3.设置合适的输入信号电平。
在应用中，要合理设置输入信号的电平，以保证三极管工作在合适的工作区间。
若输入信号电平过低，可能无法使三极管完全饱和，导致开关电路不能正常工作；若输入信号电平过高，可能导致三极管工作在超过其额定电流和功耗的极限，从而缩短其使用寿命。
三极管的工作原理及开关电路
三极管的工作原理三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。
分成NPN和PNP 两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。
这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic 很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。
这有几个原因。
首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。
当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。
但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。
如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。
三极管开关电路分析及Rb计算
1.输入电压Vi n，输入电阻Ri n，三极管导通电压取0.6V，三极管电流放大倍数是B，输出电阻(在C极的电阻)是Rout。
这样很好计算了：5V / Rout = A，A /B = C，所以C是你最小的基极电流。
如果你的输入电压Vin也用5V，那么(5 - 0.6)/C = Rin，你就可以选R in了，为使三极管可靠饱和，选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。
2.先求I先求I c=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例：已知条件：输入Vi=5V，电源电压Vc c=5V，三极管直流放大系数be ta=10.查规格书得，集-射饱和电压V cesat=0.2V，此时集电极电流Ic=10mA（或其它值），则集电极电阻Rc=（Vcc-Vcesat）/Ic = （5-0.2）/10 = 480 欧。
则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA，基极限流电阻Rb=（Vi-Vbe）/Ib=（5-0.6）/1=4.4K，取为4.2K。
这时要注意，输入高电平为5V是理想情况，有可能在2.5V（输入的一半）以上就为高了，这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够，因此要重新计算。
以2.5V 为逻辑电平的阈值来计算，则Rb==（Vi-Vbe）/Ib=（2.5-0.6）/1=1.9K，取为1.8K，或2K。
如何使三极管工作于开关状态?晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。
晶体三极管输出特性三个工作区，即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。
如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态，就应该使之工作于饱和区；要使晶体三极管工作于开关的断开状态，就应该使之工作于截止区，发射极电流iE=0，这时晶体三极管处于截止状态，相当于开关断开。
三极管控制继电器计算公式
三极管控制继电器计算公式三极管控制继电器电路是一个广泛应用于电子设备中的电路，它通过控制电流的大小来实现对继电器的开关控制。
在实际应用中，为了确保电路的正常工作和继电器的可靠控制，我们需要对三极管的基极电流、集电极电流、电阻值和耗散功率等进行合理计算。
以下是三极管控制继电器计算公式：1.基极电流计算公式：基极电流（Ib）=集电极电流（Ic）/放大倍数（Beta）2.集电极电流计算公式：集电极电流（Ic）=正向电压（VP）/集电极电阻（RC）3.基极电流计算公式（控制信号电压法）：基极电流（Ib）= （控制信号电压（VC）-基极-发射极电压降（VBE））/基极电阻（RB）4.发射极电流计算公式：发射极电流（Ie）=基极电流（Ib）×集电极电流（Ic）5.集电极电阻功率计算公式：集电极电阻功率（PRc）=集电极电阻（RC）×集电极电流（Ic）6. 三极管耗散功率计算公式：三极管耗散功率（PQ）=基极电阻（RB）×基极电流（Ib）+集电极电阻（RC）×集电极电流（Ic）在实际应用中，根据电路的具体参数和设计要求，可以利用这些计算公式来调整三极管的基极电阻、集电极电阻以及其他相关参数，从而实现对继电器的精确控制。
此外，为了提高电路的稳定性和反应速度，我们还可以在继电器线圈两端并联一个续流二极管，并在基极-发射极之间添加抗干扰滤波电容。
这些措施可以有效抑制电磁干扰，降低开关饱和度限流电阻值，提高电路的工作效率。
总之，在设计三极管控制继电器电路时，我们需要根据实际需求和电路参数，合理选择和计算各个元件的数值，以确保电路的正常工作和继电器的可靠控制。
通过以上计算公式和实际应用经验，我们可以更好地理解和掌握三极管控制继电器电路的设计方法。
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1.输入电压Vin，输入电阻Rin，三极管导通电压取0.6V，三极管电流放大倍数是B，输出电阻(在C极的电阻)是Rout。
这样很好计算了：5V / Rout = A，A /B = C，所以C是你最小的基极电流。
如果你的输入电压Vin也用5V，那么(5 - 0.6)/C = Rin，你就可以选Rin了，为使三极管可靠饱和，选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。
2.先求I先求Ic=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib c=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例：已知条件：输入Vi=5V，电源电压Vcc=5V，三极管直流放大系数beta=10. 查规格书得，集-射饱和电压Vcesat=0.2V，此时集电极电流Ic=10mA（或其它值），则集电极电阻Rc=（Vcc-Vcesat）/Ic = （5-0.2）/10 = 480 欧。
则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA，基极限流电阻Rb=（Vi-Vbe）/Ib=（5-0.6）/1=4.4K，取为4.2K。
这时要注意，输入高电平为5V是理想情况，有可能在2.5V（输入的一半）以上就为高了，这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够，因此要重新计算。
以2.5V为逻辑电平的阈值来计算，则Rb==（Vi-Vbe）/Ib=（2.5-0.6）/1=1.9K，取为1.8K，或2K。
如何使三极管工作于开关状态?晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。
晶体三极管输出特性三个工作区，即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。
如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态，就应该使之工作于饱和区；要使晶体三极管工作于开关的断开状态，就应该使之工作于截止区，发射极电流iE=0，这时晶体三极管处于截止状态，相当于开关断开。
集电结加有反向电压，集电极电流iC=ICBO，而基极电流iB=-ICBO。
说明三极管截止时，iB并不是为0，而等于-ICBO。
基极开路时，外加电源电压VCC使集电结反向偏置，发射结正向偏置晶体三极管基极电流iB=0时，晶体管并未进入截止状态，这时iE=iC =ICEO还是较大的。
晶体管进入截止状态，晶体管基极与发射极之间加反向电压，这时只存在集电极反向饱和电流ICBO，iB =-ICBO，iE=0，为临界截止状态。
进一步加大基极电压的绝对值，当大于VBO时，发射结处于反向偏置而截止，流过发射结的电流为反向饱和电流IEBO，这时晶体管进入截止状态iB = -(ICBO+ IEBO)，iC= ICBO。
发射结外加正向电压不断升高，集电极电流不断增加。
同时基极电流也增加，随着基极电流iB 的增加基极电位vB升高，而随着集电极电流iC的增加，集电极电位vC却下降。
当基极电流iB增大到一定值时，将出现vBE =vCE的情况。
这时集电结为零偏，晶体管出现临界饱和。
如果进一步增大iB ，iB增大，使得集电结由零偏变为正向偏置，集电结位垒降低，集电区电子也将注入基区，从而使集电极电流iC随基极电流iB的增大而增大的速度减小。
这时在基区存储大量多余电子-空穴对，当iB继续增大时，iC基本维持不变，即iB失去对iC的控制作用，或者说这时晶体管的放大能力大大减弱了。
这时称晶体管工作于饱和状态。
一般地说，在饱和状态时饱和压降VBE(sat)近似等于0.7V，VCE(sat)近似等于0.3V。
由图4.2.1(a)可看出，集电极电流iC的增加受外电路的限制。
由电路可得出iC的最大值为ICM= VCC/ RC。
晶体管进入饱和状态，基极电流增大，集电极电流变化很小，即iC=ICS=(VCC-VBE(sat))/RC晶体管处于临界饱和时的基极电流为IBS=ICS/β=(VCC-VBE(sat))/βRC基极电阻增大,驱动电流不足,特别是晶体管从放大区进入饱和区时时间太长,开关晶体管发热烧坏,因此此电阻的计算为:Rb《=Hfe*(Vb-0.7)/Icm在简易自动控制电路中，将介绍一些模拟实验电路，利用一些物理现象产生的力、热、声、光、电信号，实现自动控制，以达到某种控制效果。
磁控和热控电路在磁力自动控制电路中，传感元件是干簧管，当磁铁靠近时，常开触点闭合而接通传感电路，完成位置传感作用。
能不能用干簧管开关直接控制电动机的转与停呢？玩具电动机是常用的动力装置，它能够把电能转换为机械能，可用于小电风扇转动、小离心水泵抽水等执行功能。
通常玩具直流电动机工作电压低，虽然在1.5～3V就可以启动，但起动电流较大（1～2安培），如果用触点负荷仅为几十毫安的干簧管进行开关控制，将大大缩短其使用寿命。
因此，在自动控制电路中，常使用电子开关来控制电动机的工作状态。
三极管电子开关电路见图1 。
由开关三极管VT，玩具电动机M，控制开关S，基极限流电阻器R和电源GB组成。
VT采用NPN型小功率硅管8050，其集电极最大允许电流ICM可达1.5A，以满足电动机起动电流的要求。
M选用工作电压为3V的小型直流电动机，对应电源GB亦为3V 。
VT基极限流电阻器R如何确定呢？根据三极管的电流分配作用，在基极输入一个较弱的电流IB，就可以控制集电极电流IC有较强的变化。
假设VT 电流放大系数hfe≈250，电动机起动时的集电极电流IC＝1.5A，经过计算，为使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥（1500mA／250）×2＝12mA。
在图1电路中，电动机空载时运转电流约为500mA，此时电源（用两节5号电池供电）电压降至2.4V，VT基极-发射极之间电压VBE≈0.9V。
根据欧姆定律，VT 基极限流电阻器的电阻值R＝（2.4－0.9）V／12mA≈0.13kΩ。
考虑到VT在IC较大时，hfe要减小，电阻值R还要小一些，实取100Ω。
为使电动机更可靠地启动，R甚至可减少到51Ω。
在调试电路时，接通控制开关S，电动机应能自行启动，测量VT集电极—发射极之间电压VCE≤0.35V，说明三极管已饱和导通，三极管开关电路工作正常，否则会使VT过热而损坏。
自动灭火的热量自动控制电路见图2。
该电路是将图1中的控制开关S 换成双金属复片开关ST，就成为热控电路了。
当蜡烛火焰烧烤到双金属复片时，复片趋于伸直状态，使得开关ST接通，电动机启动，带动小风扇叶片旋转，对准蜡烛吹风，自动将火焰熄灭；当双金属片冷却后，开关断开，小电风扇自动停转，完成了自动灭火的程序。
自动停车的磁力自动控制电路见图3。
开启电源开关S，玩具车启动，行驶到接进磁铁时，安装在VT基极与发射极之间的干簧管SQ闭合，将基极偏置电流短路，VT截止，电动机停止转动，保护了电动机及避免大电流放电。
光电控制电路在光电自动控制电路中，可以选用光敏电阻器做为光电传感元件。
能否将光敏电阻器直接接入图1控制开关S的位置呢？通常光敏电阻器，例如MG45有光照射时的亮阻2～10kΩ，远大于偏置电阻器R的电阻值，显然不能产生维持VT饱和导通所需强度的基极电流。
因此，需要先用一支三极管进行电流放大，再驱动开关三极管工作。
光电自动控制电路见图4。
VT1和VT2接成类似复合管电路形式，VT1的发射极电流也是VT2的基极电流，R2既是VT1的负载电阻器又是VT2的基极限流电阻器。
因此，当VT1基极输入微弱的电流（0.1mA），可以控制末级VT2较强电流——驱动电动机运转电流（500mA）≈200。
同前计算方法，维持两的变化。
VT1选用小功率NPN型硅管9013，hfe管同时饱和导通时VT1基极偏置电阻器R1约为3.3kΩ，减去光敏电阻器RG 亮阻2kΩ，限流电阻器R1实取1kΩ。
光敏传感器也可以采用光敏二极管，使用时要注意极性，光敏二极管的负极接供电电源正极。
光敏二极管对控制光线有方向性选择，且灵敏度较高，也不会产生强光照射后的疲劳现象。
水位控制电路最简单的水位传感元件是采用两个电极，当水面淹没电极时，利用不纯净水的导电性使电极之间导通，但导通电阻值较大，约50kΩ，不能代替光敏电阻器直接驱动如图4所示的光控电路，需要灵敏更高的控制电路。
水位自动控制电路如图5所示。
它是在图4电路的基础上，增加了一级前置放大管VT1，在其基极输入很微弱的电流（10μA）就可以使VT1～3皆饱和导通。
控制开关S可以用大头针做成两个电极，当其被水淹没而导电时，小电动机会自行运转。
C1为旁路电容器，防止感应交流电对控制电路的干扰。
VT1选用低噪音、高增益的小功率NPN硅管9014。
根据上述电路水位控制的功能，能否设计成一个感知下雨自动关窗、自动收晾晒衣服绳索的自动控制器。
下偏置水自动控制电路见图6 。
图中，将两个电极改接在VT1下偏置，R1仍为上偏置电阻器。
当杯内水面低于两个电极时，相当于下偏置开路，R1产生的偏置电流使电动机起动。
当水位上升到淹没电极时，两个电极之间被水导通，将R1产生的偏置电流旁路一部分，使VT1～3截止，电动机停转，与图5控制效果恰好相反。
三极管的开关电路分析（12V—SW）在这里做个小电路的分析，大家都可能用到，这里把模型分解一下，并介绍一下计算方法和各个元件的作用。
Q1：主开关，主要作用是提供12VSW电流，特点饱和时Vec必须很小，热阻不能太大。
Q2：副开关，主要作用是旁路Q1，在MCU置高电平时导通，ce拉低使Q1工作。
R1：保证MCU无输出的时候电路不工作。
R2：限制电流，给Q2一个工作电流。
C1：去除干扰，防止Q1意外导通。
下面是这个电路图的等效模型：然后我们定义一下输出负载，假设有N个按键开关电路检测电路（Active Low）经过以上分析我们可以列出所有公式：这个时候我们可以看出，要想让这个电路处于良好的状态，两个开关管必须都处于饱和状态，一般要使得开关管饱和，Ic/Ib必须小于30.因此我们必须求取方法倍数，其中Q1中的Vbatt和Ib和Ic同时是正向关系，必须求取各个参数的偏导求最大的放大系数。
这样就可以求得此时三极管的状态。
另外一个需要验证的就是温度情况，公式如下：这个主要是验证散发功率的情况。
计算过程到此差不多了，在实际设计中，每个参数都是比较重要的，特别是在省电模式下，可能会打开电源后扫描接口电路，因此整个电路的响应时间非常重要。
以后会讨论一下瞬态响应的做法（Laplas变换的应用。
）在这里大致可以描述一下，因为每个电路都有滤波电容，在打开电源的瞬间，所有的电容都需要充电，因此此时的Ic是非常大的，所以电路一时达不到饱和状态。
这个参数主要是调整R2，R2增大，响应时间长，电路偏置功率小。
R2减小，响应时间段，电路偏置功率大。
做个tradeoff即可。
希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。