写给模电小白：三极管做开关用时基极限流电阻该怎么选

        



上图就是一个典型的把三极管当开关用的栗子。一般，我们都知道，NPN三极管是高电平导通，PNP三极管是低电平导通，至于基极限流电阻R1的阻值选取，却知道的很少。最近我稍微总结了一下与大家分享，有不对的地方，还请指出。
在选取电阻之前，我们有必要先来了解一下三极管的三个工作区，如下图：





三极管有三个工作区间：饱和区、放大区、截止区。
三极管作为开关用，是工作在什么区呢？
三极管不导通，当然是工作在截止区。那么，三极管导通，就有饱和区导通和放大区导通两种。如果把三极管当开关用的话，我们当然希望三极管是作为“一条导线”，不希望在三极管上有压降产生，也就是希望Vce越小越好，再对比看一下三极管的输出特性曲线的横坐标，就知道是工作在饱和区了。
来实践一下吧：
取一个NPN三极管S8050，一个5V继电器，再分别拿几个不同电阻值的电阻，就可以做实验了。
先来测测继电器线圈的电阻值，大概是72欧姆。





如果要让继电器工作的话，我们就需要让继电器通过的电流是5V/72欧=69mA（这就是Ice），当然，这是假设三极管Vce没有压降（Vce=0），实际上，肯定会有些压降，我们希望是很小，这就需要调整基极限流电阻来实现。
下面是S8050的输出特性曲线：





如上图，如果要让Ice达到69mA，大概所需的基极电流就是400uA（临界值）。以400uA计算的话，基极限流电阻大概就是（5V-0.7V）/0.0004A=10K。
实践一下：





·先用10K电阻做为基极限流电阻，测得：Ube=0.75V Uce=0.13V Ibe=419uA Ice=61.1mA
·再用1K电阻做为基极限流电阻，测得：Ube=0.80V Uce=0.05V Ibe=4.12mA Ice=62.6mA
·再用20K电阻作为基极限流电阻，测得：Ube=0.71V Uce=1.06V Ibe=210uA Ice=48.4mA
总结：
·用10K和1K电阻作为基极限流电阻时，继电器会很有力的吸合，Uce很小，很显然工作在饱和区。
·用20K电阻作为基极限流电阻时，继电器不会很有力吸合，Uce达到1V，Uce>Ube，很显然工作在放大区了。