三極管是電子電路中最重要的器件，它最主要的功能是電流放大和開關作用。

三極管按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，

常見的三極管為9012、s8550、9013、s8050.單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。其中9012與8550為pnp型三極管，可以通用。其中9013與8050為npn型三極管，可以通用。

NPN型三極管，由2塊N型半導體和1塊P型半導體組成，P型半導體在中間，兩塊N型半導體在兩側。

PNP型三極管，是由2塊P型半導體中間夾著1塊N型半導體所組成的三極管，所以稱為PNP型三極管。也可以描述成，電流從發射極E流入的三極管。

1 三極管的工作原理

三極管的原理三極管有截止、放大、飽和三種工作狀態。放大狀態主要應用于模擬電路中，且用法和計算方法也比較復雜，我們暫時用不到。而數字電路主要使用的是三極管的開關特性，只用到了截止與飽和兩種狀態。

我們一般所說的普通三極管是具有電流放大作用的器件。其它的三極管也都是在這個原理基礎上功能延伸。三極管的結構和符號如下圖所示。

NPN和PNP主要是電流方向和電壓正負不同。

這里以NPN型三極管為例來說說它的工作原理。

它就是一個以b（基極）電流Ib來驅動流過ce的電流Ic的器件，它的工作原理很像一個可控制的閥門。

左邊細管子里藍色的小水流沖動杠桿使大水管的閥門開大，就可允許較大紅色的水流通過這個閥門。當藍色水流越大，也就使大管中紅色的水流更大。如果放大倍數是100，那么當藍色小水流為1千克/小時，那么就允許大管子流過100千克/小時的水。同理，當三極管的放大倍數為100時，當Ib（基極電流）為1mA時，就允許100mA的電流通過Ice。

兩種三極管的工作原理總結如下：

NPN的發射極(e)接地，集電極?接高電平，基極(b)接控制信號，用b-e的電流（Ib）控制c-e的電流（Ic），e極電位最低，且正常放大時通常c極電位最高，即Vc> Vb > Ve。三極管導通，電流從c極流向e極。

PNP的發射極(e)接高電平，集電極?接低電平，基極(b)接控制信號，用e-b的電流（Ib）控制e-c的電流（Ic），e極電位最高，且正常放大時通常c極電位最低，即Vc < Vb < Ve。三極管導通，即電流從e極流向c極。

2 三極管的使用用法

三極管的用法特點，關鍵點在于 b 極（基極）和 e 級（發射極）之間的電壓情況，對于PNP 而言，e 極電壓只要高于 b 級 0.7V 以上，這個三極管 e 級和 c 級之間就可以順利導通。也就是說，控制端在 b 和 e 之間，被控制端是 e 和 c 之間。同理，NPN 型三極管的導通電壓是 b 極比 e 極高 0.7V，總之是箭頭的始端比末端高 0.7V 就可以導通三極管的 e 極和 c 極。這就是關于“導通電壓順箭頭過，電壓導通”的解釋。

下面以一個常見的控制LED的電路為例來說明截止與飽和的工作狀態。如下圖所示，三極管基極通過一個 10K 的電阻接到了單片機的一個 IO口上，假定是 P1，發射極直接接到 5V 的電源上，集電極接了一個 LED ，并且串聯了一個 1K 的限流電阻最終接到了電源負極 GND 上。如果 P1由我們的程序給一個高電平 1，那么基極 b 和發射極 e 都是 5V，也就是說 e到 b 不會產生一個 0.7V 的壓降，這個時候，發射極和集電極也就不會導通，那么豎著看這個電路在三極管處是斷開的，沒有電流通過，LED也就不會亮。如果程序給 P1一個低電平 0，這時 e 極還是 5V，于是 e 和 b 之間產生了壓差，三極管 e 和 b 之間也就導通了，三極管 e 和 b 之間大概有 0.7V 的壓降，那還有（5-0.7）V 的電壓會在電阻 R47 上。

【注】這里的P1口輸出高電平是5V，不同的單片機的IO口高電平輸出電壓是不同的，有的單片機的IO輸出是1.2V，這就需要三極管放大，以此驅動LED等工作。

這個時候，e 和 c 之間也會導通了，那么 LED 本身有 2V 的壓降，三極管本身 e 和 c 之間大概有 0.2V的壓降，我們忽略不計。那么在 R41 上就會有大概 3V 的壓降，可以計算出來，這條支路的電流大概是 3mA，可以成功點亮 LED。

前邊講過，三極管有截止，放大，飽和三個狀態，截止就不用說了，只要 e 和 b 之間不導通即可。我們要讓這個三極管處于飽和狀態，就是我們所謂的開關特性，必須要滿足一個條件。三極管都有一個放大倍數β，要想處于飽和狀態，b 極電流就必須大于 e 和 c 之間電流值除以β。這個β，對于常用的三極管大概可以認為是 100。

那么上邊的 R47 的阻值我們必須要來計算一下了。剛才我們算過e 和 c 之間的電流是 3mA，那么 b 極電流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA，大概有 4.3V 電壓會落在基極電阻上，那么基極電阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。電阻值只要比這個值小就可以，當然也不能太小，太小會導致單片機的 IO 口電流過大燒壞三極管或者單片機，IO 口輸入電流最大理論值是 25mA，我推薦不要超過 6mA，我們用電壓和電流算一下，就可以算出來最小電阻值。

總結：箭頭朝內 PNP，導通電壓順箭頭過，電壓導通，電流控制。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的《嵌入式 - 嵌入式大杂烩》PNP与NPN三极管的原理与使用方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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