三極管基極/集電極電阻的選擇方法

基極/集電極電阻選擇痛點

我們在使用三極管作為開關使用時，都要在基極加一個限流電阻，和MOS管不同，這個電阻是必須存在的，起限流作用，否則有燒壞三極管或者單片機管腳的風險。那么這個電阻如何選擇呢？這個電阻阻值可選的范圍很寬泛，就好像隨便選也能正常工作，實際上真是如此嗎？集電極電阻也有同樣的問題，如下圖所示：

基極/集電極電阻選擇方法

集電極電阻選擇

使用三極管做開關使用，要么飽和導通，要么截止，我們期望飽和導通時集電極電流不能超過最大值限制，這個很容易達到，因為現在的三極管飽和電流都能承受幾百mA，比如MMBT3904最大集電極電流為200mA。另外，從節約能源的角度，我們期望Ic盡量的小，根據經驗很容易就能選出R6，假設R6=10k，以上電路飽和導通時Ic=0.33mA，可以說非常小了?？梢愿鶕约盒枰x擇R6。

基極電阻選擇

重點來了，這個基極電阻就稍微麻煩了，我們慢慢來分析，三極管截止就不用講了，直接低電平就好。來看飽和狀態，假定R6=10k，且三極管飽和，這時Ic=0.33mA，那么就要求Ib足夠大，大到能夠使Ic達到0.33mA，使三極管進入飽和狀態。

我們都知道在三極管放大區Ib=βIc，但是飽和區就不符合此公式了，不過我們可以假設三極管即將進入飽和(或者說在臨界飽和)，在這個工作點來分析，就可以應用此公式了，誤差不是很大，但是參數β不知道，去哪里獲取呢？當然是三極管的datasheet，我們以MMBT3904為例子，手冊截圖如下：

手冊中給的hFE（β）數值竟然變化如此之大，是不是很奇葩，其實這也是三極管的特性之一。隨著集電極電流Ic增大，hFE先增大后減小。手冊里還有一個hFE曲線圖，仔細一看曲線怎么和表格對不上哇？原來表格中是hFE最小值，曲線中是hFE典型值，真是“挺亂的”。

在這里我們不能使用曲線的典型值計算，我們要使用最小值計算，因為一批出廠的同型號三極管hFE分散的厲害，要覆蓋到所有三極管，Ic=0.33mA，必須使用最小值計算，可以根據表格里的數值（0.1mA

以上計算過程得出基極電阻220k，也可以使用更小的電阻，電阻越小基極電流越大，三極管越飽和。另外，hFE隨溫度變化也挺劇烈，也可以根據自己需求適當考慮溫度參數。