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三管開關原理 三管開關原理圖
圖1 NPN 三管共射電路 圖2 共射電路輸出特性曲
圖一所示是NPN三管的共射電路，圖二所示是它的特性曲線圖，圖中它有3 種工作區域：截止區(Cutoff Region)、線性區 (Active Region) 、飽和區(Saturation Region)。三管是以B 電流IB 作為輸入，操控整個三管的工作狀態。若三管是在截止區，IB 趨近于0 (VBE亦趨近于0)，C 與E 間約呈斷路狀態，IC= 0，VCE= VCC。若三管是在線性區，B-E 接面為順向偏壓，B-C 接面為逆向偏壓，IB 的值適中(VBE= 0.7 V)， I C =hF EIB 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFEIB可被IB操控。若三管在飽和區，IB很大，VBE= 0.8 V，VCE= 0.2 V，VBC= 0.6 V，B-C與B-E 兩接面均為正向偏壓，C-E間等同于一個帶有0.2 V 電位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ，Ic與IB無關了，因此時的IB大過線性放大區的IB值， Ic<hFE IB 是然的。三管在截止態時 C-E 間如同斷路，在飽和態時C-E 間如同通路 (帶有0.2 V 電位降)，因此可以作為開關。控制此開關的是IB，也可以用VBB作為控制的輸入訊號。圖三、四分別顯示三管開關的通路、斷路狀態，及其對應 的等效電路。
圖3、截止態如同斷路線圖 圖4、飽和態如同通路
實 驗：三管的開關作用
簡單三管開關：電路如圖5，電阻RC是LED限流用電阻，以電壓過高燒壞LED（發光二管），將輸入信號VIN從0 調到 (等分為約20 個間隔)，觀察并記錄對的VOUT以及LED 的亮度。當三管開關為斷路時，VOUT=VCC =12 V，LED不亮。當三管開關通路時，VOUT = 0.2V ，LED會亮。改良三管開關：因為三管由截止區過度到飽和區需經過線性區，開關的效果不會有明確的 界線。為使三管開關的效果明確，可串接兩三管，電路如圖六。同樣將輸入信號VIN從0調到 (等分為約20 個間隔)，觀察并記錄對應的VOUT以及LED 的亮度。
圖5、簡單開關三管電路圖 圖6、改良三管開關電路-達林頓電路圖
以上可以看出幾乎任何一種型號三管都可一做為電子開關來使用，如果條件允許也可用來控制加熱設備。可見開關三管只是一個籠統的概 念。
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