如何选择合适的 PNP 或 NPN 晶体管开关

作者： Andrew Carter 

两种标准晶体管是 PNP 和 NPN，它们的电路符号不同。用于制造晶体管的半导体材料层由字母表示。为了保持直线发射器符号，原理图中的箭头始终是发射器。PNP 的发射极“发射”电子，NPN 的发射极“发射”空穴。PNP 与 NPN 晶体管的区别在于发射极上的箭头方向。无论P截面是发射极还是基极，箭头始终指向空穴流动方向。

NPN 和 PNP BJT 符号

选择合适的 PNP 晶体管的过程与选择 NPN 晶体管的过程完全相同。在选择合适的开关晶体管时：

• 三极管的最大集电极电流必须大于负载电流

• 晶体管的最大电流增益必须至少是负载电流除以 IC 最大输出电流的 5 倍

• 选择符合要求的晶体管并记下其特性

• 计算基极电阻的近似值

• 如果负载是电机或继电器线圈，则需要一个保护二极管，通过跨接负载来保护晶体管免受负载关闭时的短暂高压影响。

PNP晶体管

PNP品种是成本常用的晶体管开关，如下图所示。使晶体管处于饱和状态是使晶体管开关正常工作的秘诀。为确保我们的晶体管开关始终处于饱和状态，最好计算出比实际需要多出 30% 的电流。为了确保晶体管开关完全关闭，下面的电路中使用了 R2。电阻器确保晶体管的基极不会略微变为负值，从而导致极少量的集电极电流流动。

典型的 PNP 晶体管应用

NPN晶体管

如果需要正极接地配置，也可以使用 NPN 晶体管。基本的 NPN 晶体管开关电路类似于公共发射极电路，不同之处在于将晶体管完全关闭或完全打开。基极输入端子必须比发射极更正，以便基极电流流动。

一个典型的 NPN 晶体管应用

各种各样的应用都在使用晶体管开关。有些是连接大电流或高压设备，如电机、继电器或灯。用作开关的实际晶体管并不重要，因为实际上可以使用任何通用 NPN 或 PNP 晶体管。它只需要知道最小 HFE 和晶体管的功耗。使用晶体管开关通常比使用机械继电器更可靠和便宜。在打开任何感性负载时始终使用二极管是一个很好的做法。如果使用功率晶体管来打开大电流设备，则可能需要使用另一个较低电流的晶体管开关。