半導體三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結(jié)，組成一個PNP（或NPN）結(jié)構。中間的N區(qū)（或N區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件。三極管開關電路作為功率管的控制應用廣泛。這里對一個實用開關電路中的各元器件作用作具體分析。

　　在高頻開關電路中，開關三極管應用非常廣泛。無論是什么開關電路，都離不開開關三極管。了解三極管開關電路原理是非常必要的技術。

　　三極管開關控制電路：

　　上圖是一個小功率三極管控制大功率三極管（達林頓管）開關電路。

　　控制信號通過控制小功率三極管的開關來控制大功率管Q1的開關。

　　原理分析

　　晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構形式，但使用多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。 對于NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。

　　圖中R1作用是Q2的基極限流；R3作用是泄放掉關斷狀態(tài)時基極電荷，讓Q2在低電平時保持截止狀態(tài)；R4作用是Q2的集電極限流以及Q1的基極限流；電容C2是加速電容，加速Q(mào)2的開關速度，降低Q2管耗，從而延長Q2壽命；R5和C1是作為輸出反饋給Q2的基極，作用同樣為加速Q(mào)2的開關速度，延長Q2的壽命以及電路整體的性能，此為正反饋。

　　讓我們來看看C2是如何“加速”的

　　先來看看電路在沒有C2的情況下是如何工作的：控制端由低電平拉升到高電平的過程中，集電極電流增長使得三極管從截止區(qū)—》放大區(qū)—》飽和區(qū)變化，從而使三極管從關斷狀態(tài)（截止）變?yōu)殚_通狀態(tài)（飽和），注意，開通過程中，集電極電流增長全部靠Vcc提供；反過來，控制端從高電平變?yōu)榈碗娖竭^程中，通過R3對基極電荷的泄放，加速控制三極管從飽和區(qū)—》放大區(qū)—》截止區(qū)變化，并終變?yōu)殛P斷狀態(tài)。

　　再來看看加上C2后的電路工作情況。來看由Vcc、R4、C2、R3、GND構成的回路：當電路沒有控制激勵的情況下（Control端低電平），Vcc給電容C2充電，C2和R4連接端的電位為Vcc；當控制激勵從低電平向高電平轉(zhuǎn)換的過程中，由于基極端電位上升，導致C2向三極管集電極放電，這樣，集電極電流增長中，一小部分靠C2提供，其余靠Vcc提供，加速了三極管從截止到飽和變化的過程，此時C2兩端的電壓反轉(zhuǎn)，大小約為0.7（VBE）-0.3（VCEsat）V；反過來，控制端從高電平變?yōu)榈碗娖竭^程中，由于基極電壓的下降以及集電極電壓的上升，集電極對C2充電，從而導致三極管集電極與發(fā)射級間的電流更快速的下降，配合R3的作用，更快速的使三極管進入截止狀態(tài)。

　　但問題又出來了，這個電路實際應用到我產(chǎn)品上所需要的頻率僅僅是幾百赫茲，對于毫秒級的應用，出來的開關波形根本不會有延時，按道理無需另加加速電容，這是怎么回事？這里要感謝IR公司的白師兄給我的釋疑：這里加速電容的作用并不是改善頻率特性而加的，而是為了改善三極管的功耗；眾所周知，三極管在截止區(qū)和飽和區(qū)功耗，而在放大區(qū)功耗，原因是截止區(qū)VCE大、ICE極小，飽和區(qū)ICE大、VCE很?。ǖ扔陲柡蛯妷篤CEsat），而放大區(qū)是大電壓大電流；加速開通和關斷時間就是為了讓開關三極管快速穿越大功耗區(qū)（線性放大區(qū)）而進入到小功耗區(qū)（截止區(qū)和飽和區(qū)），從而降低功耗來降低三極管的溫度，延長三極管的壽命。

　　類似地，R5/C1正反饋的作用同樣也是加速Q(mào)2的開關，來降低管耗，延長壽命。