—引言—
开关电路在单片机电路设计中经常使用，一般有两种作用。 一是水平转换，二是增加单片机IO端口的驱动能力。 该电路简单、常用，但也有人电路结构错误，或者没有设定参数。
—电路结构—
如图1所示，晶体管开关电路的基本结构由基极电阻和集电极电阻(负载)构成。
图1晶体管开关电路的基本结构
一些人设计的开关电路没有基极电阻。 不是他不知道这样的电路结构，而是可能无法调整参数。 无论如何改变Rb，电路始终没有进入饱和区域。 最后试着将Rb短路，电路正常，我觉得这样的电路可以使用。
实际上，没有基极电阻。 假设是连接到单片机IO端口的控制引脚，则单片机工程师控制单片机IO端口输出高电平时，IO端口的电压只有0.7V左右。 这是因为单片机IO端口的电流只有10mA左右，不能向晶体管提供足够大的电流，会将晶体管b、e之间的导通电压降低到0.7V左右。 虽然可以向晶体管的基极提供足够的电流，但如果控制电压超过晶体管b、e之间的电压极限电压，则晶体管烧损，尽管没有更大的极限电压，但如果电流大，经过一段时间，晶体管就会热损坏。 因此，只需设置适当的基极电阻就能确保电路的可靠性。
在该电路中，存在如果控制端子上什么都不连接则成为高电阻状态的问题，晶体管的动作状态不确定。 为了安全起见，在不控制晶体管时，应该使晶体管在截止区域动作，为了使NPN型晶体管截止，Ib必须很小。 如图2所示，可以选择在晶体管的基极上连接下拉电阻。 取值远远大于(10倍以上) Rb。 这样，下拉电阻就不会影响晶体管的控制。 我个人取值的习惯是100K。
图2带下拉电阻开关电路
想驱动无源蜂鸣器时，向控制端子输入方波信号进行控制。 此时，晶体管需要迅速切换。 为了加快晶体管的切换速度，如图3所示，在Rb上并联连接加速电容。
图3带加速电容晶体管开关电路
其原理是，由于电容器两端的电压不能急剧变化，在给控制端子提供高电平的瞬间，电容器可以视为短路，此时的电流最大，因此晶体管的导通速度加快，该过渡过程很快结束，电容器短路电容器在控制端子为高电平期间，左右的负电压被充电，因此在控制端子变为低电平(0V )的瞬间电容器两端的电压无法急剧变化，因此在电容器的右端出现负电压，晶体管的截止变快多数情况下，加速容量采用约数百皮法。 为什么加上加速电容就能实现截止和导通的加速，是因为晶体管存在结电容，导通和截止的时间由结电容的充放电时间决定。 这种现象被称为成就的包效应，加上加速电容，结电容的充放电时间加快，晶体管可以很快越过成品包平台，加速晶体管的关断和导通。
—参数计算—
晶体管的开关状态是晶体管的饱和和截止，容易实现晶体管的截止，只要将IB降至o，就可以实现晶体管的截止。 晶体管的饱和并没有那么大的实现。 开关电路的计算是计算晶体管进入饱和的参数。 为了计算，需要知道晶体管的饱和特性。
1 .如何判断饱和？
一是晶体管发射极结和集电极结偏正，基极电流变化，集电极电流几乎不变。
饱和条件：1.集电极与电源间电阻越大越容易饱和； 2 .集电极电阻分配的电压越大，集电极电压越低，基极电流越大，使得Ub大于Uc。
影响饱和的因素：1.集电极电阻大小(负载)； 2 .倍率大小3 .基本电流的大小。
饱和现象：1.基极电压大于集电极电压； 2.Uce为0.5V左右，越小饱和越深。
pt;text-align:justify;">临界饱和条件：Ib=（Vcc/RL）/β知道这些概念后，我们就知道怎么去计算参数了。首先我们在设计前期我们应该知道负载一些参数，如电压电流。负载需要的电流就是设计的关键，通过负载电流求得Ib，此时的Ib是三极管临界饱和的值，一般我们要取数倍才能保证三极管进入深度饱和。然后根据控制端的电压减去Ube（0.7V）除以Ib就可以得到Rb。
—电路设计—
表1 三极管开关电路设计要求 要求3.3V供电单片机驱动液晶背光1.电路结构确定
我不需要控制背光亮度，只需要控制背光亮与不亮，所以选择带下拉电阻的开关电路。如图4所示。
图4 背光驱动电路
2.电源电压确定
图5 一款液晶的背光参数
通过图5 就可以知道要想背光正常量的话，电源电压要大于3.0V，那么电源电压就取3.3V。
3.RC阻值确定
RC的作用是分压，限流，保证背光不被烧。背光是3.0V，电流是15mA，电源是3.3V，那么RC=（3.3V-3.0V）/15mA=20Ω。
4.RB的确定
根据前面叙述的，临界饱和的基极电流为IB=IC/β，这里β取100，那么IB=15mA/100=150uA，为了保证三极管进入深度饱和，还要取数倍IB，这里取10倍，那么饱和IB=150uA*100=1.5mA，单片机IO完全能够提供1.5mA电流。单片机高电平是3.3V，那么RB=（3.3V-Ube）/1.5mA=(3.3V-0.7V)/1.5mA=1.733KΩ，因为电阻系列没有这种电阻，所以我们取2K，因为IB我们取了数倍，所以RB比理论值大一点也是可以行的。
5.R1确定
R1下拉电阻，我在前面已经叙述过了，这里我们取100K。
6.三极管确定
该电路的电源电压不高，电流也不大，所以对三极管要求也不是很大，所以选择9013,8050三极管都可以。下面我们看看这两款三极管的参数。
图6 9013性能参数
图7 8050性能参数
如图8仿真结果
图8 电路仿真
通过，仿真我们发现我们计算的参数已经使得三极管进入了深度饱和，因为Uce=92mV，满足深度饱和条件。
但是IC没有达到15mA，那是因为我们忽略了Uce的存在而导致的偏差，但是这一点偏差不影响开关电路的正常工作，可以接受。
因此，我们这种设计的思路是可行的，如果大家有更好的方法就在评论讨论讨论。