數(shù)字電路設(shè)計中，常常需要把數(shù)字信號經(jīng)過開關(guān)擴流器件來驅(qū)動蜂鳴器、LED、繼電器等需要交大電流的器件，用得最多的就是三極管。然而在使用過程中，如果設(shè)計不當，三極管就無法工作在正常開關(guān)狀態(tài)，無法達到預(yù)期效果。

如圖(a)所示，用NPN三極管，蜂鳴器連接到三極管的集電極，驅(qū)動信號是常見的3.3V或者5V TTL電平，高電平導(dǎo)通，電阻按照經(jīng)驗值取4.7KΩ，三極管導(dǎo)通時假設(shè)高電平為5v,基極電流為：

Ib=(5-0.7)V ÷4.7KΩ = 0.9mA

它可以使 三極管完全飽和。

如圖(b)所示，用NPN三極管，同樣把蜂鳴器連接到三極管集電極，不同的是 是還用的驅(qū)動信號是5V的TTL電平。

以上兩個電路都可以正常工作，只要PWM驅(qū)動信號工作在合適的頻率下，蜂鳴器(有源)就會發(fā)出最大的聲音。

圖2和圖1對比，最大的區(qū)別就是被驅(qū)動器件連接到了三極管的發(fā)射機。

如圖(c)所示，三極管導(dǎo)通時假設(shè)高電平是5V，基極電流為

Ib=(5-0.7-UL)V ÷4.7KΩ

其中，UL為被驅(qū)動器件上的壓降?？梢钥闯?，同樣取積極電阻為4.7KΩ ，流過基極的電流會比圖1中的(a)電路電流要小，小多少需要看UL為多少：如果UL較大，那么相應(yīng)的Ib也就會很小，很有可能導(dǎo)致三極管無法工作在飽和狀態(tài)，使得驅(qū)動器件無法動作 。有人認為把基極電阻調(diào)小就好了，可是被驅(qū)動器件的壓降是很難獲知的，有些被驅(qū)動器件的壓降是變動的，這樣一來 ，基極電阻就很難選擇合適：阻值選的太大，會導(dǎo)致驅(qū)動失敗 ; 阻值選擇太小，損耗又變大。所以，不在萬不得已的情況下，不建議用圖2的兩種電路。

如圖3，驅(qū)動信號為3.3V電平，而被驅(qū)動器件導(dǎo)通電壓需要5V。在3.3V單片機電路中，若不小心，就容易設(shè)計出這兩種電路。

如圖(e)所示，這是典型的“發(fā)射極正偏，集電極反偏”的放大電路，或者叫做射極輸出器。當PWM信號為3.3V時，三極管發(fā)射極電壓為3.3V-0.7V=2.6V，無法達到期望的5V。

如圖(f)所示，這是一個失敗的電路。首先，這個電路無法斷開，當驅(qū)動信號PWM為3.3V高電平是，Ube=5V-3.3V = 1.7V 仍然可以使三極管導(dǎo)通，于是電路無法斷開。在這里，有人會說用過這個電路，他沒有問題，而且單片機的電壓也是3.3V。筆者個人認為這個人用的是OD(開漏)驅(qū)動方式，而且是真正的OD或者是5V可以容忍的OD，比如STM32的很多IO都可以設(shè)置為OD門驅(qū)動方式，輸出高電平，信號就變成了高阻態(tài)，流過基極電流為0，三極管可以有效截止，這時候圖(f)依然有效。

綜上幾種電路，得到上圖兩種最優(yōu)電路。與圖(1)不同，圖(4)在基極和發(fā)射機之間增加了一個100KΩ的電阻，這個電阻有一定的作用，可以讓三極管有一個已知的默認狀態(tài)。當輸入信號被除去的時候，三極管還處于截止狀態(tài)。從安全性方面考慮，多加這個電阻還是很有必要的，或者說可以讓三極管工作在更好的開關(guān)狀態(tài)。

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