三極管的基級(jí)為何要加一個(gè)電阻

三極管的基極為什么要加一個(gè)電阻？

首先要了解三極管的基本原理，三極管屬于電流控制型元件，跟MOS管不同，MOS管屬于電壓控制型元件。三極管有三個(gè)工作區(qū)：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，以NPN三極管為例，BE的壓差(UBE)約為0.6V左右（實(shí)際大小跟元器件的型號(hào)有關(guān)），當(dāng)UBE＜0.6V時(shí)，三極管截止；三極管處于放大區(qū)或飽和區(qū)時(shí)，UBE=0.6V。

以上為NPN三極管電流示意圖

三極管處于放大區(qū)時(shí)，所增加的基極和VCC之間的電阻屬于偏置電阻，樓下的已經(jīng)說(shuō)得很詳細(xì)，就不一一闡述，下面講解三極管當(dāng)開關(guān)使用時(shí)，基極為什么要加電阻，和MOS管有啥區(qū)別。

下圖是NPN三極管最常使用的電路圖，輸入端見得最多的是接微處理器（單片機(jī)、DSP、ARM等）I/O口。

以輸入為0/5V的單片機(jī)I/O口為例，為什么基極一定要串聯(lián)一個(gè)電阻呢？不串電阻行不行？答：很定不行。該電阻屬于限流電阻，因?yàn)槿龢O管屬于電流控制元件，當(dāng)三極管屬于放大或飽和狀態(tài)時(shí)，UBE的電壓為0.6V，可以根據(jù)輸入電壓U計(jì)算基極的電流，計(jì)算公式為Ib=(U-0.6)/R1，從公式也可以看出，若不接限流電阻R1，當(dāng)輸入電壓大于0.6V時(shí)，基極的電流會(huì)非常大，從而燒毀管子。

而且該電阻不能隨便使用，需根據(jù)輸入電壓、管子的特性進(jìn)行計(jì)算，比如該三極管的放大倍數(shù)β為50，集電極的最大電流為500mA,輸入電壓為5V，若要求設(shè)計(jì)時(shí)三極管處于飽和狀態(tài)，則Ic=500mA，那么Ib=Ic/β=10M=mA，則限流電阻R1=(5V-0.6V)/Ib=430Ω。若要求輸入5V時(shí)，集電極的電流為200mA左右，則可以推算Ib=Ic/β=200mA/50=4mA,則限流電阻R1=(5V-0.6V)/Ib=1075Ω，可選擇1K的標(biāo)準(zhǔn)電阻。注：上圖用于講解實(shí)例，使用原理是可以的，但是并不是很可靠，更可靠的接法應(yīng)該在基極對(duì)地之間接一個(gè)大電阻（比如10K，或20K），當(dāng)無(wú)輸入時(shí)，將基極迅速拉低，確保三極管處于穩(wěn)定的截止?fàn)顟B(tài)。

若把上圖的NPN三極管換成N溝道的MOS管，原理也是一樣的，當(dāng)輸入高電平時(shí)，管子導(dǎo)通，輸入低電平時(shí)，管子截止。

由于MOS管屬于電壓控制型器件，柵極(G)的電流非常小，可以忽略不計(jì)，所以不接電阻R1也可以正常工作。

去掉電阻后的原理如下圖所示：

注：在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，一般都會(huì)串聯(lián)一個(gè)電阻，用于提高可靠性。工程設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的可靠性很重要，若不加限流電阻，當(dāng)MOS關(guān)擊穿損壞時(shí)，大電流沖擊控制端的器件，特別是處理器，很容易損壞。

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