按键开关IC中三极管开关电路

按键开关IC中三极管开关电路

在电子开关IC的应用种，由于IC只是给出一个触发信号，而IC本身的负载是比较小的，开关机IC芯片种加入三极管和MOS管来驱动应用是比较广泛的。

三极管可以工作在三种状态：截止、放大、饱和。在模拟电路中，一般比较常用的是放大状态，而在单片机外围电路中，我们比较常用的还是其开关状态，即工作在截止和饱和状态。

实际上三极管的开关电路可以从放大电路逐步演变而来。如下图所示：

上图左边是正常的放大电路，右边是我们需要的开关电路。从这两个波形不难看出，其状态很像，只是一个是正弦波，一个是方波。如果我们把放大倍数调大，或者把输入信号增大，那么会导致什么现象呢？这一点不难想象，输入输出信号的增大，放大波形的上下均会被切掉。切掉后的正弦波是不是很像我们的方波呢？由此可以看出，我们只需要修改这个放大电路，让其进入两个极端就可以得到开关电路了。

从放大电路到开关电路

从发射极放大电路演变掉开关电路的示意图如下：

从图中可以看出，电路（a）去掉输入输出两个耦合电容后得到了电路（b），由于放大倍数是有Rc和Re两个电阻决定的，所以去掉Re后，得到了电路（c），同时，基极偏置电路也没有什么必要，当输入信号为0V时三极管处于截止状态，如图（d）。

为了确保在没有任何信号输入时，三极管处于截止状态，这里加上了下拉电阻R2。我们知道，如果在电路中输入信号超过0.6V时，三极管的基极和发射极之间的二极管将导通，开始为电路提高基极电流，在这种状态下，由于没有限制电流的大小，可能会损害单片机端口和三极管，为此还需要在基极上添加一个限流电阻。至此一个开关电路就这样演变而来。

负载放置

开关电路完成了，那么负载应该放在什么地方呢？对于这个电路，负载的放置有两种方式：

上图上边是开路集电极电路，跟负载使用电源没有关系，只要基极有电压，电路就能工作；而上图下边的是开路发射极，基极电压与负载电源是有关系的，输出电压要比输入电压低0.6V。所以，这两种开关电路各有优缺点。上边电路的开关速度不够高，还必须通过添加其他器件来提高其开关速度。而下边电路的开关速度却非常快，但输入电源和输出电源有关联。所以，在实际的应用中，比较常用的还是左边的那种方式，本人也建议尽量采用上边的（b）图，而尽量不要应用右边的这两种方式。

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