一、說明

本文演示了一個使用MCU驅(qū)動小功率器件時，采用三極管來驅(qū)動器件，這時限流電阻應(yīng)該如何選取。

如上圖所示：

使用單片機(jī)IO口控制一個小功率器件，這里使用了一個燈燭。

假設(shè)負(fù)載的導(dǎo)通壓降為2V，額定工作電流20mA;

本文假設(shè)mcu輸出的低電平為0V，高電平為3.3V;

三極管的導(dǎo)通電壓假設(shè)為0.7V;

VCC電壓假設(shè)為5V。

二、使用NPN型三極管工作狀態(tài)分析

1. 飽和狀態(tài)基本要求

采用的三極管是一個NPN型三極管，其作為開關(guān)使用時，工作在飽和狀態(tài)，要求：

公式中：

Uon 表示開啟電壓

Uce可以近似看為0，

mcu輸出低電平 , 這時三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載電流為0。

mcu輸出高電平，這時三極管飽和導(dǎo)通。

2. 計算限流電阻R2

負(fù)載的工作電壓2V，可以計算出R2上的分壓為3V，由此計算R2阻值：

3.Ib

為了讓Uce盡可能小，三極管處于深度飽和狀態(tài)，一般取Ib為Ic的 十分之一，即：

4. 計算Rb

三極管的導(dǎo)通電壓約為0.7V，計算R1的阻值：

這時的電路是這樣的：

5. 下拉電阻

上面的電路中，在單片機(jī)上電時，如果IO處于輸入狀態(tài)，則其電壓可能處于不確定的狀態(tài)。實際電路中，會在三極管的基極加一個下拉電阻，以讓IO口在上電時有一個確定的電平 。下拉電阻的取值一般是10K。

如上圖所示，由于Ube 仍為0.7V，R3上的電壓也是0.7V，R3會分擔(dān)0.7mA的電流，相對于Ib的2mA電流，影響并不大。

三、使用PNP型三極管工作狀態(tài)分析

1. 示例原理圖

這里三極管接的VCC假設(shè)與IO上拉采用相同電壓值。

2. IO輸出低電平

這時三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。

3. IO輸出高電平

正常情況下，這時三極管處理截止?fàn)顟B(tài)。

需要注意的是，如果mcu的高電平是3.3V，而外面上拉電壓是5V，這時PNP仍有可能處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。而且5V電壓有可能通過IO反灌到MCU，可能會造成MCU燒毀。

所以一般這種電路采用NPN型三極管的比較多一些。