独家揭秘：三极管电路基极和发射极为什么需要并联电容？容值如何计算？

Part 01

前言

三极管在电路中比较多的一种用法就是用作开关，当三极管用作开关时，它在饱和区和截止区之间切换，先简单介绍一下三极管用作开关的基本工作原理吧：

开关导通：

为了让三极管进入饱和区，基极需要足够大的电流I_B，使得集电极电流I_C达到其最大值。在饱和区，V_CE很小（典型值在0.1V到0.3V之间），表示三极管完全导通。三极管的状态类似于一个闭合的开关，允许电流从集电极流向发射极。为保证三极管完全饱和，通常设计时会使基极电流 I_B 稍大于理论值，使得 I_C > β * I_B。

开关关断：

为了让三极管进入截止区，基极电流 I_B 需要为零或非常小。在截止区，V_BE < 0.7V（对于硅三极管），集电极电流 I_C 近似为零。三极管的状态类似于一个断开的开关，阻止电流从集电极流向发射极。   实际电路中我们会发现，当三极管用作开关去驱动一些负载时，比如继电器，此时三极管的基极和发射极常常会并联一个电容，为什么需要并联这个电容呢？

Part 02

为什么需要并联电容呢？

回答这个问题，就需要介绍一下三极管的高频等效模型，三极管的高频等效模型主要包括基极-集电极寄生电容，基极-发射极寄生电容和集电极-发射极寄生电容，这其实和MOSFET比较类似，如果你研究过MOSFET的等效模型，那就比较好理解三极管了。

电容的特性就是通高频，阻低频，所以当VCC端有高频干扰时，就会通过如下路径：VCC->Rc->Cbc->Cbe->Re->GND。这样高频干扰信号就会在三极管基极-GND直接形成一个分压，当这个电压大于三极管的开启电压0.7V（对于硅三极管）时，此时，三极管就会误导通，此时如果我们的产品去做EMC试验，如果我们驱动的是继电器，此时继电器就会误吸合，这肯定是不能接受的。

Part 03

电容容值如何计算？

举个例子吧，我们基于如下电路分析，当三极管OFF时，假定R1电阻左边开路，三极管集电极出现的尖峰电压最大为40V，Cbc=100pF，接下来计算一下需要并联的C的容值。

Cbc*40V/(Cbc+C)be_on表示三极管的开启电压

2. C>Cbc*40V/Vbe_on-Cbc=100*40/0.7V-100pF≈5614pF

因此为了避免三极管误导通，我们选择一个相近的容值6.2nF并联到三极管的基极-发射极即可。

总结一下核心的思路就是BE电容和BC寄生电容分压要小于BE导通电压，避免误导通。