三極管用作開關(guān)管

因?yàn)镹PN型的三極管在共發(fā)射極電路中使用時(shí)，其C極要求接的是電源的正端，E極要求接的是電源的負(fù)端，B極要求在正向偏壓時(shí)管子才工作，所以在PC電源中，開關(guān)電路都是以NPN型三極管的共發(fā)射極電路出現(xiàn)的，因之開關(guān)管都選用NPN型的三極管，正好能滿足電路的供電要求和工作特性：

我們先看下面這個(gè)簡單的電路例子，右面的電路部分等效于左面的電路部分：

當(dāng)圖中的NPN型三極管Q，由于B極接到指令而工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，C極與E極完全導(dǎo)通，近似直通線路，三極管Q的C極與E極就相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械開關(guān)K合上了，+300V的電壓經(jīng)過變壓器T的初級繞組N1，三極管Q的C極和E極后回到300V的負(fù)端即地端，構(gòu)成一個(gè)回路，就相當(dāng)于直接給變壓器的初級繞組N1兩端加了一個(gè)300V的電壓，那么變壓器的初級繞組N1中就有電流流過，變壓器就能工作;而當(dāng)三極管Q截止時(shí)，就相當(dāng)于這個(gè)機(jī)械開關(guān)K斷開，很簡單，變壓器的初級繞組N1中就沒有電流流過了，變壓器也就不能工作。

當(dāng)該三極管Q交替工作在飽和導(dǎo)通或者截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，而其導(dǎo)通或者截止的工作頻率是很高的，那么通過變壓器的初級繞組N1中的300V直流電壓就變成了脈動(dòng)的交變電壓，前面說過，變壓器的繞組必須在有變化的磁通中，才會(huì)有感應(yīng)電壓的產(chǎn)生，那么在本電路中，變壓器的次級繞組就會(huì)有感應(yīng)的交流電壓產(chǎn)生，而單獨(dú)給變壓器的初級繞組加個(gè)300V直流電壓，變壓器是不能產(chǎn)生感應(yīng)電壓的，這也是開關(guān)電路能把直流逆變?yōu)榻涣鞯脑蛩凇?/p>

在這里，當(dāng)開關(guān)管Q交替工作在飽和導(dǎo)通或者截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，就相當(dāng)于機(jī)械開關(guān)K處在“開”通(合上)或者“關(guān)”斷(斷開)狀態(tài)，把這個(gè)工作在“開”，“關(guān)”狀態(tài)的三極管Q就叫做開關(guān)管。開關(guān)管本身就是三極管，工作方式只有兩種，完全導(dǎo)通狀態(tài)或者完全截止?fàn)顟B(tài)，實(shí)際上從截止?fàn)顟B(tài)到導(dǎo)通狀態(tài)要快速的躍過放大區(qū)的，討論開關(guān)電路可以忽略不計(jì)。

從上面可以看出，用三極管做開關(guān)管有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)：開通或者關(guān)斷的工作頻率很高，普通的機(jī)械開關(guān)是做不到的。

(2)：開關(guān)管在開通，關(guān)斷過程中無觸點(diǎn)，無火花，壽命長，故又稱為電子開關(guān)。

(3)：開關(guān)管的導(dǎo)通或者截止是要受其基極B的命令的，因之可以利用B極的小電壓和小電流信號，去控制集電極的高電壓和大電流，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

在電子穩(wěn)壓電路中，三極管因?yàn)楣ぷ髟陂_關(guān)狀態(tài)而被稱為開關(guān)管，這種以開關(guān)管為主做成的穩(wěn)壓電路稱為開關(guān)電路，利用開關(guān)電路做成的電壓轉(zhuǎn)換電源器稱為開關(guān)電源。

在PC電源中，常常接觸到的開關(guān)管多是功率型的NPN型三極管，功率型的開關(guān)管封裝型式多是TO-220 和TO-3及以上，型號有J5027，J13007，J13009……一般面對商標(biāo)字正面，引腳朝下，從左到右各電極依次是B極，C極，E極，且中間的C極和管子的本體散熱片是相連的，C極也是正電壓端，而開關(guān)管外加散熱片都要求接地的，因之在管子與外散熱片之間加有絕緣片和絕緣膠粒，維修中應(yīng)注意這一點(diǎn)，全塑料封裝的開關(guān)管不存在這一點(diǎn)。

小功率的三極管以C3203，C3198，A733，A928為常見的型號，腳位排列，面對商標(biāo)字正面，引腳朝下，一般從左到右各電極依次是E極，C極，B極，實(shí)際中應(yīng)根據(jù)不同的型號做具體的腳位判斷。貼片式的三極管以1P( MMBT2222，NPN型)，2F( MMBT2907， PNP型)為常見的型號，其腳位排列一般是：面對有字的一面，左下腳為B極，右下腳為E極，上面單獨(dú)的一腳為C極，這幾種小功率的三極管可用在小電壓，小電流場合做開關(guān)管，比如控制VCC電壓的通斷，控制驅(qū)動(dòng)信號的有無，控制風(fēng)扇電壓的高低等。

開關(guān)管損壞后，多表現(xiàn)為C-E極之間擊穿，嚴(yán)重的，管腳打火燒斷或是管殼炸裂，有些管子是因?yàn)榕c散熱片之間的絕緣材料破損，而引起打火，燒毀保險(xiǎn)絲。對于損壞的開關(guān)管，應(yīng)查明損壞原因后方可更換同規(guī)格的正品管子。

MOS管做開關(guān)管

三極管是用電流型控制的半導(dǎo)體器件，而場效應(yīng)管則是用電壓型控制的一種半導(dǎo)體器件，MOS管是場效應(yīng)管的一種，它分為P溝道和N溝道型，也是三個(gè)引腳，控制柵極G ，漏極D和源極S，可以這樣理解，MOS管的G極相當(dāng)于三極管的B極，其D極相當(dāng)于三極管的C極，S極相當(dāng)于三極管的E極，其實(shí)物和電路符號表示如下圖：

在PC電源適配器、手機(jī)電源適配器中，常用N溝道的MOS管做為開關(guān)管使用。如下圖，大概可以看出，MOS管在做開關(guān)管時(shí)，和NPN 型三極管在做開關(guān)管時(shí)的用法基本相似，參照前面三極管部分的內(nèi)容，只是MOS管在應(yīng)用時(shí)，要在其源極S與地之間串一個(gè)阻值很小的電流檢測電阻，稱為Sense電阻，這一點(diǎn)很重要。

MOS管由于導(dǎo)通后，其D-S之間的壓降，比三極管的C-E之間的壓降小，阻值低，管子損耗小等優(yōu)點(diǎn)，常常用在PC電源的有源PFC電路中做開關(guān)管，稱為PFC開關(guān)管，在正激式電源中，主開關(guān)管也多采用的是MOS管。

MOS管封裝型式多是TO-220，TO-247 和TO-3的，型號有7N80，9N90，K2837等等，一般面對商標(biāo)字正面，引腳朝下，從左到右各電極依次是G極 ，D極， S極，且中間的D極和管子的本體散熱片是相連的，D極也是正電壓端，而MOS管的外加散熱片都要求接地，因之在管子與外散熱片之間加有絕緣片和絕緣膠粒，維修中應(yīng)注意這一點(diǎn)，全塑料封裝的MOS管不存在這一點(diǎn)，貼片式的MOS管，對于PC電源中用到的，多數(shù)引腳排列是，面對有字的這一面，左下腳為G極，右下腳為S極，上面單獨(dú)的一腳為D極。

對于PC電源中用到的MOS管，其損壞的判斷，可用數(shù)字萬用表的二極管檔測量，一般良品管子，其S極對D極，應(yīng)為PN結(jié)的壓降值，即紅表筆接S極，黑表筆接D極，有0.5V左右的壓降，其它各極間都沒有壓降值的，剛通電工作過了的MOS管，其S極與D極之間的阻值很低，近似于短路狀態(tài)，要等一會(huì)兒恢復(fù)后再測試，才會(huì)是正常的，這是MOS管的特點(diǎn)，維修中應(yīng)注意，MOS開關(guān)管的損壞，與三極管做開關(guān)管時(shí)的損壞現(xiàn)象很相似，多為D極到S極之間擊穿，其它各引腳也有擊穿的，對于損壞的管子，應(yīng)查明損壞原因后方可更換同規(guī)格的正品管子。更換新品時(shí)盡量不要用手去觸摸管子的各個(gè)引腳，以免靜電損傷，焊接時(shí)也應(yīng)先焊S極，因?yàn)镾 極在電路上是接地的，以防電路中有儲(chǔ)存的電荷損傷MOS管。

審核編輯：湯梓紅