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三极管是不是可以理解就是一个继电器?

来源:玩转嵌入式 


三极管不是继电器,但是在用作开关功能时可以看作是继电器的功能,但是本质上与继电器存在很大的区别。下面和大家分析一下继电器和三极管的基本知识,以及他们之间所存在的区别。


1 三极管的基本参数


三极管是常用的半导体器件,主要由P型半导体和N型半导体构成,从半导体的构成上有可以分为NPN三极管和PNP三极管。主要有三个电极,分别为:基极b、发射极e和集电极c。三极管的半导体结构如下图所示。



三极管是电流型控制的器件,在基极加以微弱的电流就可以控制集电极上的较大电流,根据基极电流和集电极电流的关系,三极管具有三种工作状态,分别为:截止区,放大区和饱和区。三个工作区域如下图所示。




以NPN三极管为例,详述一下三极管的三个工作区域。如下:


三极管的截止区


当发射结反偏时,基极电流为零,流过集电极的电流也为零,集电极和发射极之间处于断路状态,此时三极管截止。


三极管的放大区


当发射结正偏,并且集电极反偏,基极电流的改变会引起集电极电流的较大变化,呈现一定的线性关系,此时电流满足β=ΔIc/ΔIb的关系,称三极管处于放大区域。


三极管的饱和区


发射结正偏,流过基极的电流增大到一定程度后,集电极的电流不会再随着基极电流的增大而增大,而是处于一定值附近,集电极和发射极之间的电压非常小,相当于短路状态,称之为三极管的饱和状态。


从上面的描述可以知道,三极管既可以起到小信号的放大作用,又可以起到开关作用。


2 继电器的基本知识

继电器是依据电磁效应原理而制成的机械装置,主要有线圈、铁芯以及触点构成。当线圈两端加上合适的电压后,有电流流过线圈,会在铁芯上产生磁场使衔铁动作促使机械式触点发生动作,从而控制负载回路的通断。





继电器的线圈和触点没有电气连接,可以实现输入和输出的隔离,实现弱电控制强电的目的,在工控自动化行业应用广泛。在输出一侧,触点实现的就是控制回路的通断,这与三极管用作开关状态类似,但是三极管是单向的,继电器是双向的。


继电器根据线圈的电压等级不同,可以分为DC3.3V,5V,12V,24V等,而输出端可以分为动断型、动合型以及一组转换型等。


3 三极管和继电器的区别分析

这两者的区别主要表现在结构构成、工作原理、使用方法上。


·工作原理不同。三极管是半导体器件,继电器是机械式器件。


·工作方式不同。三极管即可以起到放大作用,又可以用作开关作用;而继电器只起到通断作用。


·三极管用作开关时是具有方向的,而继电器在使用时触点是没有方向的。





4 总结


综上可知,三极管只有用作电子开关作用时,是与继电器类似的,但是三极管在用作开关时具有方向,NPN从集电极流向发射极,PNP从发射极流向集电极。而继电器是没有方向区分的。





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