三極管是不是可以理解就是一個繼電器?

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三極管和繼電器是兩個完全不同的電子器件,但在某些應用場合又有著相似的功能

利用三極管飽和導通和截止兩種狀態,可以設計一些開關功能的應用;繼電器本身就可以物理性通斷開關性器件

三極管可以控制燈泡的亮和滅

三極管只可以控制直流電工作的器件,並且功率有一定的限制。
比如三極管可以控制小型直流電機的轉動,當然也可以通過繼電器來控制直流電機。

但如果要控制電機的轉速就只能用三極管了。

繼電器可以用於直流器件也可以用於交流器件的通斷控制

大功率的繼電器可以去到幾十安的電流,繼電器本身又需要用到一個三極管來驅動控制

比如要控制烤箱的發熱管工作,三極管就無能為力了,需要繼電器參與了。

所以說三極管是三極管,繼電器是繼電器,是完全不同的兩種電子元器件

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錯,三極管不能簡單的理解為是一個繼電器,大部分人一直鬧不懂三極管的原理,我這裡可以給大家簡單的通俗易懂的說一個道理,雖然不完全正確,但是能使不懂三極管原理圖的人能夠有個大致理解,那就是你大可以把它看成是一個水龍頭 ,這個我們大家家裡都有的東西,大家可能沒注意到它與三極管的共性問題,三極管的基級可以理解是水龍頭的開關,有水壓的一端你可以把它看成是三極管所加的正極,另一面沒出水的口就是負極啦,那麼在我們用很小的力氣去擰開個關的時候,就可以控制水在水龍頭裡那麼大的壓力與水流,隨著你開關開開的大小,水流也會在水壓範圍內變化,這就是三極管基級的妙用,用狠很低的電壓電流去指揮集電極與發射級之間電壓與電流的變化,這就像你用很小的力就可以控制水龍頭兩段水壓與水流的變化一樣,如果說基級需要最基本的工作(硅管大約是0.7v鍺管是0.4v左右)點才能工作的話,那麼,在你開開關的時候,開始那個克服閥門壓力與摩擦力的力,就是基級的初始電壓,之後水龍頭才能出水,也就是三極管的集電極與發射級才能有電流,當然這個比喻有一個缺點就是在我們擰水龍頭的時候的力不是持續長水流才增長的,而三極管集發之間的電流是隨著基級電壓不斷增長而增大,僅此而已,那麼水流大小的變化是隨著你開關變化的,這相當於集發兩集電流的變化是隨著基級變化一樣,那麼水流大小的變化遠遠超過你擰開關的變化,就相當於放大了你擰開關所用的力(你大可以把你用的力看成是一個小水流或水壓),如果我們給三極管的基級加上一個載波信號,那麼隨著信號電壓的不斷變化,三極管集發之間的電流就會隨著基級電壓的變化而變化,這就是三極管的放大原理。隨著開關不斷的開大(相對於三極管基級電壓增大)最後水龍頭兩端達到水壓平衡與水流最大而飽和,如果此時你還不滿足繼續用力擰開關(相對於繼續給基級加電壓),當你用的力超過開關所能承受的範圍的時候,後果很嚴重,不是開關損壞,就是水龍頭崩盤嘍,要麼閥門杆與陀脫落後,砣片掉下堵死水龍頭,相對於三極管斷路,要麼閥門杆把柄損壞而關閉不了閥門,相對於三極管擊穿。這也相當於在基級上給出了基級所能承受的最大電壓而損壞三極管,另一個就是三極管所能承受的電壓是有限度的,就像水管一樣,塑料管與銅管,鐵管等所承受的水壓不同一樣道理。雖然我舉這個例子不能完全說明三極管在各個電流路中的作用,但基本上就是這個原理。


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三極管不是繼電器,但是在用作開關功能時可以看作是繼電器的功能,但是本質上與繼電器存在很大的區別。下面和大家分析一下繼電器和三極管的基本知識,以及他們之間所存在的區別。

1 三極管的基本參數

三極管是常用的半導體器件,主要由P型半導體和N型半導體構成,從半導體的構成上有可以分為NPN三極管和PNP三極管。主要有三個電極,分別為:基極b、發射極e和集電極c。三極管的半導體結構如下圖所示。

三極管是電流型控制的器件,在基極加以微弱的電流就可以控制集電極上的較大電流,根據基極電流和集電極電流的關係,三極管具有三種工作狀態,分別為:截止區,放大區和飽和區。三個工作區域如下圖所示。

以NPN三極管為例,詳述一下三極管的三個工作區域。如下:

三極管的截止區

當發射結反偏時,基極電流為零,流過集電極的電流也為零,集電極和發射極之間處於斷路狀態,此時三極管截止。

三極管的放大區

當發射結正偏,並且集電極反偏,基極電流的改變會引起集電極電流的較大變化,呈現一定的線性關係,此時電流滿足β=ΔIc/ΔIb的關係,稱三極管處於放大區域。

三極管的飽和區

發射結正偏,流過基極的電流增大到一定程度後,集電極的電流不會再隨著基極電流的增大而增大,而是處於一定值附近,集電極和發射極之間的電壓非常小,相當於短路狀態,稱之為三極管的飽和狀態。

從上面的描述可以知道,三極管既可以起到小信號的放大作用,又可以起到開關作用。

2 繼電器的基本知識

繼電器是依據電磁效應原理而製成的機械裝置,主要有線圈、鐵芯以及觸點構成。當線圈兩端加上合適的電壓後,有電流流過線圈,會在鐵芯上產生磁場使銜鐵動作促使機械式觸點發生動作,從而控制負載迴路的通斷。

繼電器的線圈和觸點沒有電氣連接,可以實現輸入和輸出的隔離,實現弱電控制強電的目的,在工控自動化行業應用廣泛。在輸出一側,觸點實現的就是控制迴路的通斷,這與三極管用作開關狀態類似,但是三極管是單向的,繼電器是雙向的。

繼電器根據線圈的電壓等級不同,可以分為DC3.3V,5V,12V,24V等,而輸出端可以分為動斷型、動合型以及一組轉換型等。

3 三極管和繼電器的區別分析

這兩者的區別主要表現在結構構成、工作原理、使用方法上。

·工作原理不同。三極管是半導體器件,繼電器是機械式器件。

·工作方式不同。三極管即可以起到放大作用,又可以用作開關作用;而繼電器只起到通斷作用。

·三極管用作開關時是具有方向的,而繼電器在使用時觸點是沒有方向的。

4 總結

綜上可知,三極管只有用作電子開關作用時,是與繼電器類似的,但是三極管在用作開關時具有方向,NPN從集電極流向發射極,PNP從發射極流向集電極。而繼電器是沒有方向區分的。

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三極管和繼電器是兩個完全不相同的器件,三極管是電子電路中非常常用的元器件,功能很強大,在電路中應用非常廣泛,比如驅動、擴流、信號放大、功率放大、電子開關、組合邏輯等。而繼電器只是一個開關,可通過小電流控制大電流,其控制端和觸點之間完全隔離。

三極管

三極管屬於電流型控制元器件,小電流控制大電流,三極管有NPN和PNP兩種類型,這兩種類型的結構和電流方向不一樣,NPN型三極管的電流方向為基極b流向發射極e,集電極c流向發射極e;而PNP型三極管電流方向為發射極e流向基極b,發射極e流向集電極c,其結構和示意圖如下圖所示。

三極管有三個工作區間:截止區、放大區和飽和區,其伏安曲線如下圖所示。

截止區:發射結兩端施加電壓不夠,發射結反偏,基極電流為零,集電極-發射極電流也為零,集電極和發射極之間內阻很大,相當於斷路狀態。

放大區:放大區發射結正偏,其電流放大關係滿足公式Ic=βIb,Ie=(β+1)Ib,其中β為三極管的放大倍數,該區域屬於三極管的線性區。

飽和區:當集電極的電流達到最大時,三極管處於飽和狀態,也就是說基極電流繼續增大時,集電極電流不再增大而達到穩定,集電極、發射極之間的內阻最小,此區間發射結正偏,集電結正偏。

實例:NPN三極管控制指示燈亮滅。假設該三極管β係數為50,最大集電極電流為500mA(飽和電流),基極-發射極壓降為0.6V。基極輸入電壓為0V/5V,輸入0V時,指示燈不亮,輸入5V時,指示燈點亮。該三極管相當於電子開關,當指示燈點亮時一般使三極管處於飽和狀態,Ic=βIb,Ic達到飽和時所需基極電流Ib=Ic/β=500mA/50=10mA,則限流電阻R1=(5V-0.6V)/Ib=(5V-0.6V)/10mA=430Ω。

繼電器

繼電器是由電磁鐵、線圈、彈簧以及觸點等組成,其工作原理是通過給線圈供電產生磁場將銜鐵吸合,使常開觸點與公共端接觸。

繼電器工作動態圖:

總結:三極管和繼電器是兩種不同類型的元器件,三極管屬於半導體元器件,而繼電器屬於電控制器件,有機械結構和電磁線圈組成,不過它們有一個共同的特點——都可以當做電子開關使用。它們各有各的特點,三極管當電子開關開關頻率高,無動作次數限制,可靠性高,但是控制端與主迴路之間不隔離;繼電器原理簡單,控制端和主迴路之間完全隔離,但是開關動作較慢,電磁干擾大,有動作次數限制,一般機械動作10萬次左右就會損壞。

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三極管和繼電器是完全不同的器件。

三極管是電子元件,繼電器是電氣元件。

一、三極管與繼電器都可以實現小電流控制大電流

繼電器的主要作用是作為電氣開關,用來實現小電流控制大電流的目的。

三極管也可以作為電子開關來使用,通過小電流快來控制大電流的通斷。

二、三機關可作為電子開關,繼電器是機械開關

開關三極管具有壽命長、安全可靠、沒有機械磨損、體積小等特點。開關三極管可以用很小的電流,控制大電流的通斷,有較廣泛的應用。

而繼電器有機械觸點,因此也就有機械損耗,體積較大。

三、三極管開關速度快、繼電器開關速度慢

開關三極管由於沒有機械觸點,所以其開關速度可以很快(微秒級),而繼電器由於機械觸點的存在,其開關速度(毫秒級)要明顯低於三極管的開關速度。

四、開關功能只是三極管功能的一部分

三極管的開關功能只是其功能的一部分,三極管還具有電流放大和穩壓的作用,這點繼電器是不能夠做到的。

五、繼電器和接觸器作用類似

繼電器和接觸器的作用非常相似, 但是接觸器主要用來控制更大的電流的通斷。

六、繼電器的驅動電路通常用三極管實現

繼電器線圈需要流過較大的電流(約50mA)才能使繼電器吸合,一般的集成電路不能提供這樣大的電流,因此必須進行擴流,即驅動。一般情況下都是採用三極管驅動繼電器的。


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關於“三極管是不是可以理解就是一個繼電器”這個問題我想從以下幾個方面來回答。

從三極管和繼電器兩者結構來看

繼電器結構

我們來說說繼電器它的結構,繼電器主要有兩大部分構成,一部分是“控制驅動部件”(電磁系統),另一部分是“執行部件”(觸頭系統)。這兩部分從結構上是獨立的是沒有電氣連接關係的。當繼電器線圈通電時它的觸頭是沒有電的。

繼電器的線圈電壓規格比較多,常見的有五種5V、12V、36V、110V、220V、380V。它的觸頭可以通過較高的電壓和較大的電流。

三極管結構

三極管內部是有PN結構成的,內部有兩個PN結。三極管通過基極B的較小電流來控制發射極E和集電極C較大的電流,根據內部PN結的排列不同可分為NPN和PNP兩種,這兩種其電流方向也是不一樣的,對於PNP型來說電流是從發射極流入從集電極流出的;而對於NPN來說其電流是從集電極C流入從發射極E流出的。由此可知其導通時電流是有方向的,這種控制是一種無觸點的控制其導通和截止的。

我們可以把三極管的控制作用當作一個水閘,其上方流下的水可以看作是集電極電流Ic,由水閘側面流入的水我們稱為基極電流Ib,當Ib有水流流過的時候就會衝擊閘門,這時候閘門就會開啟,這樣水閘側面的水流(相當於基極電流Ib)與水閘上方的水流(相當於集電極電流Ic)就會匯流到一起從出口(相當於發射極電流Ie)流出。

結論得出

因此從兩者結構看繼電器是通過機械觸點的閉合與斷開來進行對電路的控制;而三極管是通過PN結 的導通與截止來對電流的控制且對電流具有一定的“放大”作用。因此其控制原理是不同的;作為開關作用來講繼電器是機械觸點而三極管是無觸點的“電子開關”,從這一點來講兩者有一定的相似處;還有一點是三極管的三個極是相互依存的,只要有幾個極損壞那麼三極管就無法作為電子開關來使用,繼電器的觸點一般比較多,一對觸點的損害不影響其它觸點的使用;還有就是三極管是有電流方向的而繼電器則沒有。從這些方面講繼電器與三極管還是有本質區別的,兩者不能相提並論。因此我們不能把繼電器理解成三極管。

以上就是我對這個問題的理解,歡迎朋友們積極對這個話題的討論,敬請關注電子及工控技術。


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回答這個問題前先講個故事,說是單位一個二把潮電工,去給同事小朱修摩托車,查出問題是啟動繼電器壞了,這個電工說,可以不要繼電器,直接用把座啟動開關控制12V啟動摩托車。你別說,還真啟動著了。同事騎上就去釣魚了,回來時慘了,發動車時,車子冒出一股青煙,線燒斷了。還用說,啟動電流有五六十安培,能不燒線嗎。小朱氣得直罵娘,推了四五公里才找到了個修車鋪。

那麼,為什麼必須用繼電器呢?繼電器就是用小電流控制大電流的器件(見圖),就拿摩托車來說吧,按把座啟動開關,接通繼電器線圈,電流不過幾百毫安,可是,繼電器吸合端的電流卻是幾十安,汽車的話有幾百安培。

這就是繼電器,以小電流控制大電流的導通,導通電阻幾乎為零。

而三極管就不一樣了,三極管屬於半導體器件,半導體顧名思義就是也能導電,但是,導電性能在導體和半導體之間。所有,它是有內阻的,不能取代繼電器,它是個可以放大信號的器件。




夜雨惠聰


應"悟空小秘書"邀請答題!

⭕️【分享實踐經驗】

題主問三極管是不是可以理解為繼電器原理?根據我愛好玩這些總結的經驗,不同的三極管起著不同的作用,對於哪種三極管的工作原理這裡我就不去抄書講理論,凡有一點愛好的人都會到處找到講解三極工作原理的文章。

我只向大家分享這些年來我是怎樣充分利用舊機上的拆件三極管,把它各種工作效能都顯示在分立件電路圖中。這些都是我摸索實踐安裝成功使用後隨手畫下的草圖,請往下看:

【下圖是利用3DD15A三極振盪原理設計的12VDC日光燈圖片】


【下圖用9013三極管放大音樂集成塊原理圖】

【下圖是3DD15A振盪原理組裝的逆變器原理圖】
【下圖是各種小型直流和交流繼電器】

【下圖是幾種規格的三極管組合的電源調壓原理圖】
【下圖是三極管放大原理圖】

【下圖是利用手機鬧鐘信號控制電瓶車夜間定時充半價電的電原理圖】
【下圖是一個硅管一個鍺管加一個二極管組成的可控硅原理】

【下圖是電磁爐開關管用於分檔調節照明的電路圖】
【下圖是三極管放大原理製作的對講門鈴通話原理圖】

【下圖是三極管放大作用話筒🎙️防嘯叫的原理圖】
【下圖是三極管放大原理組裝的大功率音響放大圖】

【下圖1是三極管放大原理音響信號指示燈原理、圖2是三極管振盪原理導通可控硅代替繼電器工作使220V紅燈眨眼警示原理圖】

【下圖是利用綜合分立件自已研製的醫院🏥病房用於:病人傳呼護士的傳呼電路圖】


本人只是無線電愛好者,這都是自已設想試製成功後畫下的草圖,從這些圖中可以看到三極管用於各種電路中不同的功能作用。放著也沒用,發佈出去,讓那些還想玩但還沒想好電路的愛好者有個參考作用。不是正規設計圖,能看懂就行!愛好無線電只愛到這點毛知識,見諒!

謝謝您的閱讀🙏!


許科雲



真心無敵9


三極管完全不等同於繼電器,這是兩回事,三極管可以對載波信號進行放大,由於正反向極間阻值不一樣同時也對電流電壓升降產生影響,這時改變電流方向就產生一個壓降開關效應,但不能完全理解為電壓降為零,計算機CPU正是利用這個開關效應來作為二進制0和1的計算機編程,比如開是1,關是0,但關的狀態壓降不能為0,為0電路就為停止狀態無法繼續工作,如果用繼電器來作二進制運算CPU理論上可行,但是僅一臺586計算機的體積按現在工藝能做得最小的繼電器也需要N億個,體積也得放在足球場上,由於是機械開合運算速度慢得很,可靠性極低沒有運用價值,當然還有別的應用。繼電器是作為一個開關在應用,它的工作點狀態是對電流開和關,只有有電和沒電兩個狀態,而三極管是開電壓電流大些,關電壓電流小些,電路根據這個特性在工作,如果關為電壓電流為零就失去了三極管開關電源的作用,電路中加繼電器一是用於自動控制,這類繼電器承載電流負荷小,比如汽車的各類功能性自動控制繼電器,二是大功率電流開關的中間繼電器,由於電流功率很大專門設計匹配的開關體積大操作位置無法安裝,比如汽車的啟動電機繼電器電壓12伏,電流100安左右。


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