晶體管開關(guān)對于低直流開/關(guān)切換中的電子器件至關(guān)重要，其中晶體管 在截止或飽和狀態(tài)下運行。一些電子設(shè)備（例如 LED）需要幾毫安的電流才能啟動，并且可以由邏輯門輸出驅(qū)動。然而，高功率電子設(shè)備（例如螺線管、燈和電機）需要比邏輯門電源更多的電力。輸入晶體管開關(guān)。
　　晶體管開關(guān)操作和操作區(qū)域

　　圖 1 中的藍(lán)色陰影區(qū)域代表飽和區(qū)域，而粉色陰影區(qū)域代表截止區(qū)域。

　　圖 1.晶體管工作區(qū)域。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　這些區(qū)域定義為：

　　 飽和區(qū)。在該區(qū)域中，晶體管將被偏置以獲得量的基極電流，以實現(xiàn)集電極處的電流和集電極-發(fā)射極處的電壓降，從而使耗盡層盡可能小，因此通過晶體管的電流。這使得晶體管導(dǎo)通。圖 2 顯示了飽和區(qū)特性。

　　圖 2.飽和區(qū)域特征。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　 截止區(qū)域。這里，輸入基極電流和輸出集電極電流為零，集電極電壓處于值，導(dǎo)致大耗盡層，流過晶體管的電流為零。在這種情況下，晶體管被關(guān)閉。

　　截止區(qū)域特征如下所示：

　　圖 3.截止區(qū)域特征。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　晶體管的操作類似于單刀單擲固態(tài)開關(guān)，當(dāng)在其基極施加零信號時，它保持關(guān)閉狀態(tài)，在這種情況下，它充當(dāng)開路開關(guān)，集電極電流為零。當(dāng)我們向晶體管的基極施加正信號時，它會導(dǎo)通，在這種情況下，它充當(dāng)閉合開關(guān)，電流流過它。

　　基本晶體管開關(guān)電路

　　圖 4.基本 NPN 晶體管開關(guān)電路。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　該電路與共發(fā)射極電路類似。不同之處在于，我們需要將晶體管完全打開（飽和）或完全關(guān)閉（截止）才能將其用作開關(guān)。
　　理想的晶體管開關(guān)在完全關(guān)閉時在發(fā)射極和集電極之間具有無限電阻，導(dǎo)致流過它的電流為 0，而在完全打開時在發(fā)射極和集電極之間具有 0 電阻，導(dǎo)致電流達(dá)到值。
　　實際上，當(dāng)晶體管工作在截止?fàn)顟B(tài)（即完全關(guān)閉時）時，我們將有少量漏電流。另一方面，當(dāng)在飽和區(qū)工作時，器件具有低電阻，導(dǎo)致流過我們稱為飽和電壓（V CE）的小電壓。
　　為了使基極電流開始流動，基極端子必須比發(fā)射極更正。對于硅器件，基極必須具有至少 0.7 伏的偏置輸入電壓。改變基極-發(fā)射極電壓 (V BE ) 會改變基極電流，進(jìn)而改變流過給定晶體管的集電極電流。
　　如果我們達(dá)到集電極電流的流量，則晶體管飽和。輸入電壓和晶體管導(dǎo)通所需的電流由基極電阻決定
　　讓我們假設(shè)
　　b=200，IC = 6mA，Ib = 25uA
　　找到當(dāng)輸入電壓超過 3.0V 時晶體管完全通電所需的基極電阻 (R b ) 值
　　解決方案
　　

Rb=(Vin?VBE)/IBRb=(Vin?VBE)/IB

Rb=(3.0V?0.7)/25X10Rb=(3.0V?0.7)/25X10^$?6$

Rb=92kΩ

　　保證飽和晶體管開關(guān)的值為 82kΩ。

　　圖 5.數(shù)字邏輯晶體管開關(guān)。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　在上述電路中，需要 R b 來限制數(shù)字邏輯門的輸出電流。
　　PNP晶體管開關(guān)

　　PNP晶體管的使用方式與NPN晶體管相同。不同之處在于，在 PNP 中，負(fù)載始終接地，并且 PNP 將用于將電源切換到負(fù)載。要打開 PNP 晶體管，我們必須將基極端子接地，如圖 6 所示。

　　圖 6. PNP 晶體管的開關(guān)電路。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　用于計算集電極電流、基極電阻和電壓的 PNP 晶體管方程與 NPN 計算中使用的方程相同。區(qū)別在于開關(guān)電流。對于 PNP，開關(guān)電流是源電流。對于 NPN 來說，它是灌電流。
　　達(dá)林頓晶體管開關(guān)
　　這涉及到使用多個開關(guān)晶體管，因為有時單個雙極晶體管的直流增益太低而無法切換負(fù)載電壓或電流。在該配置中，小型輸入雙極結(jié)型晶體管 (BJT) 晶體管參與開關(guān)較大電流保持輸出 BJT 晶體管。
　　為了化信號增益，兩個晶體管以達(dá)林頓配置連接，該配置包含兩個互連的 NPN 或 PNP 雙極晶體管，使得晶體管 1 的電流增益乘以晶體管 2 的電流增益，終得到一個具有以下特性的器件：就像施加較小基極電流時具有較高電流增益的單個晶體管一樣。

　　該晶體管的總電流增益值是每個晶體管的單獨值的乘積：　βTOTAL=β1×β2　

　以下是可能的達(dá)林頓晶體管開關(guān)配置。

　　圖 7. NPN 達(dá)林頓配置。圖片由Simon Munyua Mugo提供
　　在 NPN 達(dá)林頓配置中，兩個晶體管的集電極連接，而第二個晶體管的基極連接到個晶體管的發(fā)射極。從配置中，我們看到個晶體管的發(fā)射極電流變成了第二個晶體管的基極電流，將其打開。
　　使用晶體管開關(guān)的要點
　　在開關(guān)應(yīng)用中使用晶體管時，請記住以下幾點：
　　使用 BJT 時，它們必須完全開啟或關(guān)閉
　　晶體管開關(guān)可用于控制燈、電機和繼電器
　　全導(dǎo)通晶體管在飽和區(qū)工作，而全關(guān)斷晶體管在截止區(qū)工作
　　晶體管作為開關(guān)工作時，采用了小基極電流控制大集電極負(fù)載電流的原理。
　　如果要控制大電流，就用達(dá)林頓管作為開關(guān)