今天的内容超级简单，主要给硬件新手写点东西，关于三极管实用方面的，会说两个基本的电路，以及相关电阻的取值及注意事项。

我们在模电教材里面，会有各种放大电路，共基，共集，共射等，相关的计算公式，曲线，电路等效模型天花乱坠，学起来非常费劲。

绝大多数情况，我们是把三极管当作一个低成本的开关来使用的，作为开关，虽然MOS可能更为合适，不过三极管价格更低，在小电流场景，三极管反而是用得更多的。

一个NPN三极管，价格也就2分钱左右。

常用的电路（NPN为例）

这个电路用得非常多，有两个功能。

一是信号反相，就是输入高电平，输出就是低电平；输入低电平，输出就是高电平

二是改变输出信号的电压，比如输入的电压范围是0V或者是3.3V，想要得到一个输出是0V或者是5V的电平怎么办呢？让Vcc接5V就可以了，输出高的时候，out的电平就是大约为5V的。

我们经常使用三极管驱动LED灯，比如下面这个电路：

还一个电路也用得非常多，那就是驱动电源的PMOS开关，如下图：

在in为低时，三极管不导通，相当于是开路，PMOS管的Vgs为0，PMOS管也不导通，Vcc2没有电。

在in为高时，三极管导通，集电极相当于是接地GND，于是PMOS管的Vgs为-Vcc1，PMOS管导通，也就是Vcc1与Vcc2之间导通，Vcc2有电。

可以看到，以上三种电路，其实都一样，就是三极管是用作开关的，要不工作在饱和区（导通），要不工作在截止区（不导通），总之就是不能工作在放大区。这个比较容易理解，如果工作在放大区，那么Vce的电压就很难确定了，这会导致当你想要高低电平的时候，结果得到一个中间态。

所以，最重要的就是要保证管子的工作状态是ok的，也就是说我们要选好电路中的电阻阻值。

关于电阻的取值，有的新手就有点分不清，因为不同的人设计的电路，电阻的阻值不尽相同，问就说是“经验值”。其实哪有那么多经验值，都是有些道道在里面的。

下面来看看如何选择电阻。

我们的电路输入一般是只有两种状态，0V或者是其它的高电平（1.8V，3.3V，5V等），截止状态一般不用怎么考虑，因为如果让三极管的Vbe=0，自然就截止了，重要的是饱和状态如何保证。

我们先假定三极管工作在放大状态，那么放大倍数就是β，

如果基极有Ib电流流过，那么集电极Ic=β*Ib，Ic也会在Rc上面产生压降Urc。

如果我们继续增大Ib，那么Uce会变成负的吗？

Uce＜0是不可能的，因为如果电压反向，那么电流也要反向，这显然是不成立的。实际Uce也就继续保持接近于0，那么也就是说此时Ic的实际电流是小于β*Ib的，此时电路已经满足不了β的放大倍数，三极管已经不是在放大状态，而是进入饱和状态了。

从以上描述我们很容易得出来，我们只需要让计算出的Urc=β*Ib*Rc>Vcc，那么三极管就是工作在饱和状态的。

不过，上面这个电路太简单，实际电路又各种各样，那么到底该如何考虑呢？

我一般是这样考虑的：就是假定三极管工作在放大状态，放大倍数为β，如果最终算得Rc两端电压大于Vcc（对应的Uce就是个负压），那么三极管就是工作在了饱和状态了。

已知条件：输入控制电压高电平为3.3V，电源电压为5V，灯的导通电流10mA，灯导通电压2V，三极管选用型号MMBT3904

查询芯片手册，三极管MMBT3904的的放大倍数β（hfe）如下图所示：

可以看到，在Ic=10mA时，放大倍数最小为100。

也就是说只要Rb<26K，三极管就工作在了饱和状态，像这种情况，我一般取Rb=2.2K，或者是1K，4.7K，10K，这样Ib更大，更能让三极管工作在饱和状态。

具体取多少，取决于整个板子的电阻使用情况，比如10K电阻用得多，那我就取10K，这样物料种类少，生产更方便。

或者咱为了保险一点，比如要兼容别的三极管型号，可以取Rc=1K，这样即使别的三极管β小于100，也能工作在饱和状态。

这个电路就是个使用三极管控制PMOS管的通断，那么里面的电阻和电容该如何选择呢？

我们要知道，这个电路是如何工作的，考虑了哪些因素。

在in为低时，三极管不导通，相当于是开路，PMOS管的Vgs为0，PMOS管也不导通，Vcc2没有电。

在in为高时，三极管导通，集电极相当于是接地GND，于是PMOS管的Vgs为-12V，PMOS管导通。

R2接到了PMOS管的栅极，我们知道MOS管的栅极阻抗非常大，所以三极管导通稳定之后，R2基本是没有电流的，所以可以看做是开路，三极管的集电极电流主要从R3流动。

那么三极管的Ic电流该如何设定呢？

我们要在in是3.3V的时候，Vce基本为0，Ic倒是没有说必须要多少合适。这个时候我们可以先定一个，比如定R3=10K，4.7K，20K等等都是可以的。

我们就先定R3=10K吧，为什么定这个，因为这个是常用电阻。不过我们需要知道，如果电阻定太小，那么Ic的电流必然会比较大，就会浪费电（功耗大，发热）

因为R3已经选定了10K，那么R1也可以选择10K了（物料归一，少些种类）。

R2，C1有什么用呢？

在上电的一瞬间，因为电容两端的电压不能突变，所以C1会将MOS管的Vgs钳制在0V，让MOS管不会误导通，C1通常可以选择100nF左右。

R2可以限制三极管的Ic电流，因为in的电压突然变化的时候，三极管状态突然改变，Vce电压会突然改变，需要对电容C1进行充放电，这个电流可以通过R2来限制。

我们也可以通过R2和C1一起来调节PMOS管的导通时间，其实本质就是RC的充放电。如果没有严格的时间要求，R2和C1的选择很宽泛，像我一般用100nF和100K。

本期内容就到这里了，如果有什么问题，可以在留言区指出。

1、MOS管电流方向能反吗？体二极管能过多大电流？

3、Buck的振铃实验与分析

本实用新型属于物理测量领域，涉及一种npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置。

三极管的电流放大倍数又称三极管的电流分配系数，字母为希腊字母β；在三极管的三个电流中，有一个电流发生变化，另外两个电流也会随着按比例地变化。例如，基极电流ib的变化量δib＝10μa，β＝50，根据δic＝βδib的关系式，集电极电流的变化量δic＝50×10＝500μa，实现了基极电流对集电极电流的控制与放大，体现出“以小控制大，以弱制强”的道理。

点阵板又叫万能板、洞洞板，它是一种按照标准芯片引脚间距(100mil或2.54mm)布满焊盘、可按自己的意愿插装元器件及连线的印制电路板。

排针座是一种电路连接器件，一端是针可插入点阵板上进行焊接，另一端为孔，可以插拔电子元器件。

lcd液晶显示器是liquidcrystaldisplay的简称，lcd的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(microcontrollerunit)，常用英文字母的缩写mcu表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过不同的程序实现不同的功能，通过程序，用单片机可以方便的控制led灯、数码管点亮和电动机的转速，可以方便的产生各种随机数字并进行运算。通过程序可以实现产品的高智能，高效率，以及高可靠性。目前单片机控制液晶显示器lcd1602的程序已经很成熟，普遍应用在各个领域中。

本实用新型的目的在于设计一种结构简单、使用方便、精度较高、造价低廉的npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置。

为实现上述目的，本实用新型包括点阵板(1)、集电极排针座(2)、基极排针座(3)、发射极排针座(4)、电源端子(5)、可变电阻(6)、基极电阻(7)、三极管(8)、发射极电阻(9)、单片机最小系统(10)、液晶显示器(11)，其特征是：集电极排针座(2)、基极排针座(3)、发射极排针座(4)、电源端子(5)、可变电阻(6)、基极电阻(7)、发射极电阻(9)、单片机最小系统(10)、液晶显示器(11)全部焊接在点阵板(1)上面，电源端子(5)提供电能，可变电阻(6)的一端接电源端子(5)的正极，另一端串接基极电阻(7)后焊接到基极排针座(3)上，集电极排针座(2)与电源端子(5)的正极相连，发射极电阻(9)的下端接电源端子(5)的负极，上端焊接到发射极排针座(4)上；

所述的三极管(8)为npn型晶体三极管，它有3个管脚，分别为基极b、集电极c、发射极e；

所述的集电极排针座(2)、基极排针座(3)、发射极排针座(4)均为单孔排针座，三极管(8)的基极b、集电极c、发射极e可以从基极排针座(3)、集电极排针座(2)、发射极排针座(4)中插入和拔出；

所述的单片机最小系统(10)包括单片机、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机最小系统(10)的单片机有40个管脚，基极电阻(7)的左端和右端分别接单片机最小系统(10)中单片机的1、2管脚，发射极电阻(9)的上端和下端分别接单片机最小系统(10)中单片机的3、20管脚；

所述的电源端子(5)输出5伏直流电源，其正极接单片机最小系统(10)中单片机的40管脚，负极接单片机最小系统(10)中单片机的20管脚；

所述的液晶显示器(11)型号为lcd1602，液晶显示器(11)lcd1602共有16个管脚，其4至14管脚分别接单片机最小系统(10)中单片机的6、7、8、39、38、37、36、35、34、33、32管脚。

本实用新型中单片机最小系统(10)、液晶显示器(11)的lcd1602均为市购产品。在使用过程中，本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过单片机编程实现npn型晶体三极管电流放大倍数的计算并将结果输出到lcd1602进行显示。

晶体三极管电流放大倍数的大小其中re为发射极电阻(9)的阻值，ue为发射极电阻(9)两端的电压，rb为基极电阻(7)的阻值，ub为基极电阻(7)两端的电压，使用时发射极电阻(9)的阻值re，基极电阻(7)的阻值rb预先存入单片机最小系统(10)中，单片机最小系统(10)中单片机的1、2管脚间的电压为基极电阻(7)两端的电压ub，单片机最小系统(10)中单片机的3、20管脚间的电压为发射极电阻(9)两端的电压ue，单片机最小系统(10)通过计算出晶体三极管电流放大倍数的值后送入液晶显示器(11)显示。

本实用新型的有益之处是：可以方便的测量npn型晶体三极管电流放大倍数

图1npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置排针座安装示意图；

图2npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置测量原理电路图；

图3npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置单片机电路图；

图4npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置显示器电路图；

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。

参见图1npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置排针座安装示意图，npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置包括点阵板(1)、集电极排针座(2)、基极排针座(3)、发射极排针座(4)、电源端子(5)、可变电阻(6)、基极电阻(7)、三极管(8)、发射极电阻(9)、单片机最小系统(10)、液晶显示器(11)，其特征是：集电极排针座(2)、基极排针座(3)、发射极排针座(4)、电源端子(5)、可变电阻(6)、基极电阻(7)、发射极电阻(9)、单片机最小系统(10)、液晶显示器(11)全部焊接在点阵板(1)上面，电源端子(5)提供电能。

所述的集电极排针座(2)、基极排针座(3)、发射极排针座(4)均为单孔排针座，三极管(8)的基极b、集电极c、发射极e可以从基极排针座(3)、集电极排针座(2)、发射极排针座(4)中插入和拔出。

参见图2npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置测量原理电路图，可变电阻(6)的一端接电源端子(5)的正极，另一端串接基极电阻(7)后焊接到基极排针座(3)上，集电极排针座(2)与电源端子(5)的正极相连，发射极电阻(9)的下端接电源端子(5)的负极，上端焊接到发射极排针座(4)上；所述的三极管(8)为npn型晶体三极管，它有3个管脚，分别为基极b、集电极c、发射极e。

参见图3npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置单片机电路图，所述的单片机最小系统(10)包括单片机、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机最小系统(10)的单片机有40个管脚，基极电阻(7)的左端和右端分别接单片机最小系统(10)中单片机的1、2管脚，发射极电阻(9)的上端和下端分别接单片机最小系统(10)中单片机的3、20管脚。

所述的电源端子(5)输出5伏直流电源，其正极接单片机最小系统(10)中单片机的40管脚，负极接单片机最小系统(10)中单片机的20管脚。

参见图4npn型晶体三极管电流放大倍数测量装置显示器电路图，所述的液晶显示器(11)型号为lcd1602，液晶显示器(11)lcd1602共有16个管脚，其4至14管脚分别接单片机最小系统(10)中单片机的6、7、8、39、38、37、36、35、34、33、32管脚。

本实用新型中单片机最小系统(10)、液晶显示器(11)的lcd1602均为市购产品。在使用过程中，本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过单片机编程实现npn型晶体三极管电流放大倍数的计算并将结果输出到lcd1602进行显示。

晶体三极管电流放大倍数的大小其中re为发射极电阻(9)的阻值，ue为发射极电阻(9)两端的电压，rb为基极电阻(7)的阻值，ub为基极电阻(7)两端的电压，使用时发射极电阻(9)的阻值re，基极电阻(7)的阻值rb预先存入单片机最小系统(10)中，单片机最小系统(10)中单片机的1、2管脚间的电压为基极电阻(7)两端的电压ub，单片机最小系统(10)中单片机的3、20管脚间的电压为发射极电阻(9)两端的电压ue，单片机最小系统(10)通过计算出晶体三极管电流放大倍数的值后送入液晶显示器(11)显示。本实用新型可以方便的测量npn型晶体三极管电流放大倍数。