電晶體作為開關

電晶體最簡單的工作就是當一個由電控制的開／關開關——一個沒有活動零件的繼電器。微弱訊號（來自微控制器接腳、感測器、邏輯閘）進入基極，而通往負載（LED、馬達、繼電器線圈、蜂鳴器）大得多的電流則流過集極。這裡你不是在放大平滑訊號；你是把電晶體猛地推到完全導通或完全關閉，中間沒有灰色地帶。

要讓 NPN 開關完全導通，你要餵足夠的基極電流，使電晶體進入飽和：集極被拉低到幾乎等於射極電壓（約 0.1 到 0.2 V），於是負載幾乎看到全部電源電壓。訣竅是刻意過度驅動基極。假設你要切換 100 mA 負載，而最壞情況 beta 為 50；那至少需要 100/50 = 2 mA 基極電流，所以你提供 5 mA 以上以留裕度——工程師稱此為「強迫 beta」或過驅動。基極電阻設定該電流：從 5 V 邏輯接腳扣掉 0.7 V 基-射壓降，R = (5 - 0.7)/0.005 = 約 860 歐姆，所以你會選 680 歐姆。要關閉它，只要把基極拉到 0 V（截止）——沒有基極電流，就沒有集極電流。

既然有機械開關，何必如此？因為電晶體能在數奈秒內、數百萬次、無聲地切換，沒有接點會磨損，而且由弱到無法扳動真正開關的訊號控制。每顆數位晶片就是這樣去驅動真實世界。誠實的提醒：飽和時電晶體仍有約 0.2 V 壓降，所以會散一點熱（P = 0.2 V 乘上負載電流）；面對繼電器或馬達這類電感性負載，你務必在線圈兩端加一顆飛輪二極體，否則崩潰的磁場會衝出數百伏並毀掉電晶體。