開關(guān)三極管（Switch transistor）的外形與普通三極管外形相同，它工作于截止區(qū)和飽和區(qū)，相當(dāng)于電路的切斷和導(dǎo)通。由于它具有完成斷路和接通的作用，被廣泛應(yīng)用于各種開關(guān)電路中，如常用的開關(guān)電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路及輸出電路等。

負(fù)載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間，而位居三極管主電流的回路上，輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟（open） 與閉合（closed） 動(dòng)作，當(dāng)三極管呈開啟狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電流便被阻斷，反之，當(dāng)三極管呈閉合狀態(tài)時(shí)，電流便可以流通。

詳細(xì)的說，當(dāng)Vin為低電壓時(shí)，由于基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接于集電極端的負(fù)載亦沒有電流，而相當(dāng)于開關(guān)的開啟（關(guān)閉狀態(tài)），此時(shí)三極管乃工作于截止（cut off）區(qū)。

同理，當(dāng)Vin為高電壓時(shí)，由于有基極電流流動(dòng)，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負(fù)載回路便被導(dǎo)通，而相當(dāng)于開關(guān)的閉合（連接狀態(tài)），此時(shí)三極管乃工作于飽和區(qū)（saturaTIon）。

開關(guān)三極管工作原理

截止?fàn)顟B(tài)

當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，即為三極管的截止?fàn)顟B(tài)。開關(guān)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于反向偏置。

導(dǎo)通狀態(tài)

當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并且當(dāng)基極的電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不再怎么變化，此時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，即為三極管的導(dǎo)通狀態(tài)。開關(guān)三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于正向偏置。而處于放大狀態(tài)的三極管的特征是發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發(fā)射結(jié)，集電結(jié)的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關(guān)三極管正是基于三極管的開關(guān)特性來工作的。

工作模式

三極管的種類很多，并且不同型號(hào)各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實(shí)際上箭頭所指的方向是表示電流的方向。

雙極面結(jié)型晶體管兩個(gè)類型：NPN和PNP

NPN類型包含兩個(gè)n型區(qū)域和一個(gè)分隔它們的p型區(qū)域；PNP類型則包含兩個(gè)p型區(qū)域和一個(gè)分隔它們的n型區(qū)域。

三極管的開關(guān)作用

簡單三極管開關(guān)：電路如圖5，電阻RC是LED限流用電阻，以防止電壓過高燒壞LED（發(fā)光二極管），將輸入信號(hào) VIN 從0 調(diào)到最大 （等分為約20 個(gè)間隔），觀察并記錄對(duì)的 VOUT 以及LED 的亮度。當(dāng)三極管開關(guān)為斷路時(shí)，VOUT =VCC =12 V，LED 不亮。當(dāng)三極管開關(guān)通路時(shí)，VOUT = 0.2V ，LED 會(huì)亮。改良三極管開關(guān)：因?yàn)槿龢O管由截止區(qū)過度到飽和區(qū)需經(jīng)過線性區(qū)，開關(guān)的效果不會(huì)有明確的界線。為使三極管開關(guān)的效果明確，可串接兩三極管，電路如圖六。同樣將輸入信號(hào) VIN 從0 調(diào)到最大 （等分為約20 個(gè)間隔），觀察并記錄對(duì)應(yīng)的VOUT 以及LED 的亮度。

三極管開關(guān)與機(jī)械式開關(guān)的比較

截至目前為止，我們都假設(shè)當(dāng)三極管開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，其基極與射極之間是完全短路的。事實(shí)并非如此，沒有任何三極管可以完全短路而使VCE＝0，大多數(shù)的小信號(hào)硅質(zhì)三極管在飽和時(shí)，VCE（飽和）值約為0．2伏特，縱使是專為開關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的交換三極管，其VCE（飽和）值頂多也只能低到0．1伏特左右，而且負(fù)載電流一高，VCE（飽和）值還會(huì)有些許的上升現(xiàn)象，雖然對(duì)大多數(shù)的分析計(jì)算而言，VCE（飽和）值可以不予考慮，但是在測試交換電路時(shí)，必須明白VCE（飽和）值并非真的是0。

雖然VCE（飽和）的電壓很小，本身微不足道，但是若將幾個(gè)三極管開關(guān)串接起來，其總和的壓降效應(yīng)就很可觀了，不幸的是機(jī)械式的開關(guān)經(jīng)常是采用串接的方式來工作的，如圖3（a）所示，三極管開關(guān)無法模擬機(jī)械式開關(guān)的等效電路（如圖3（b）所示）來工作，這是三極管開關(guān)的一大缺點(diǎn)。

幸好三極管開關(guān)雖然不適用于串接方式，卻可以完美的適用于并接的工作方式，如圖4所示者即為一例。

三極管開關(guān)和傳統(tǒng)的機(jī)械式開關(guān)相較，具有下列四大優(yōu)點(diǎn)﹕

（1）三極管開關(guān)不具有活動(dòng)接點(diǎn)部份，因此不致有磨損之慮，可以使用無限多次，

一般的機(jī)械式開關(guān)，由于接點(diǎn)磨損，頂多只能使用數(shù)百萬次左右，而且其接點(diǎn)易受污損而影響工作，因此無法在臟亂的環(huán)境下運(yùn)作，三極管開關(guān)既無接點(diǎn)又是密封的，因此無此顧慮。

（2）三極管開關(guān)的動(dòng)作速度較一般的開關(guān)為快，一般開關(guān)的啟閉時(shí)間是以毫秒（ms）來計(jì)算的，三極管開關(guān)則以微秒（μs）計(jì)。

（3）三極管開關(guān)沒有躍動(dòng)（bounce）現(xiàn)象。一般的機(jī)械式開關(guān)在導(dǎo)通的瞬間會(huì)有快速的連續(xù)啟閉動(dòng)作，然后才能逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）利用三極管開關(guān)來驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí)，在開關(guān)開啟的瞬間，不致有火花產(chǎn)生。反之，當(dāng)機(jī)械式開關(guān)開啟時(shí)，由于瞬間切斷了電感性負(fù)載樣上的電流，因此電感之瞬間感應(yīng)電壓，將在接點(diǎn)上引起弧光，這種電弧非但會(huì)侵蝕接點(diǎn)的表面，亦可能造成干擾或危害。