在电子电路设计中，三极管是一种极为重要的电子元件，特别是 PNP 与 NPN 两种型号的三极管，它们在单片机应用电路中有着广泛的应用。下面我们来详细总结一下这两种三极管的使用和连接方法。
在单片机应用电路中，三极管主要发挥开关作用。
PNP 与 NPN 两种三极管的引脚及连接方式
如上图所示，横向左侧的引脚为基极 b，带有箭头的是发射极 e，剩下的一个引脚则是集电极 c。
对于 NPN 型三极管，当用于开关状态时，通常发射极接地，集电极接高电平，基极接控制信号。这是因为 NPN 型三极管的工作特性决定了，在这种连接方式下，通过控制基极的信号可以方便地实现三极管的导通和截止，从而起到开关的作用。
而 PNP 型三极管，在用于开关状态时，一般发射极接高电平，基极接控制信号。当三极管导通时，电流从发射极流向集电极。这种连接方式符合 PNP 型三极管的工作原理，能够有效地控制电路的通断。
三极管的开关原理
三极管具有截止、放大、饱和三种工作状态。在模拟电路中，主要应用的是三极管的放大状态，但其用法和计算方法较为复杂，在我们当前的应用场景中暂不涉及。而在数字电路中，主要利用的是三极管的开关特性，即只用到截止与饱和两种状态。
三极管的导通关键在于 b 极（基极）和 e 级（发射极）之间的电压情况。对于 PNP 型三极管，当 e 极电压高于 b 级 0.7V 以上时，三极管的 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。同理，NPN 型三极管的导通条件是 b 极比 e 极电压高 0.7V。简单来说，就是箭头的始端比末端高 0.7V，三极管的 e 极和 c 极就能够导通。
下面我们以图中的 PNP 三极管为例进行说明。基极通过一个 10K 的电阻接到单片机的一个 IO 口（假定为 P1.0），发射极直接接到 5V 的电源上，集电极接了一个 LED 小灯，并且串联了一个 1K 的限流电阻终接到电源负极 GND 上。
当 P1.0 由程序给出一个高电平 1 时，e 到 b 不会产生 0.7V 的压降，此时发射极和集电极不会导通，从电路上看，在三极管处是断开的，没有电流通过，LED2 小灯也就不会亮。
当程序给 P1.0 一个低电平 0 时，e 极仍然是 5V，于是 e 和 b 之间产生了压差，三极管 e 和 b 之间导通，三极管 e 和 b 之间大概有 0.7V 的压降，那么还有（5 - 0.7）V 的电压会落在电阻 R47 上。此时，e 和 c 之间也会导通，LED 小灯本身有 2V 的压降，三极管本身 e 和 c 之间大概有 0.2V 的压降，我们忽略不计。那么在 R41 上就会有大概 3V 的压降，通过计算可以得出，这条支路的电流大概是 3mA，能够成功点亮 LED。
三极管饱和状态
我们来了解一下三极管的饱和状态以及电流控制的概念。三极管有截止、放大、饱和三个状态，要让三极管处于饱和状态，也就是实现我们所说的开关特性，必须满足一个条件。三极管都有一个放大倍数 β，对于常用的三极管，β 大概可以认为是 100。要使三极管处于饱和状态，b 极电流就必须大于 e 和 c 之间电流值除以 β。
以上面的电路为例，我们需要计算 R47 的阻值。刚才我们已经算出 e 和 c 之间的电流是 3mA，那么 b 极电流就是 3mA 除以 100 等于 30uA，大概有 4.3V 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻值就是 4.3V / 30uA = 143K。电阻值只要比这个值小就可以，但也不能太小，因为太小会导致单片机的 IO 口电流过大，从而烧坏三极管或者单片机。
