三极管，作为电子技术中的基础元件，具有开关和放大两种关键功能。本文将深入探讨这些功能，并结合给出的电路图进行分析。
我们来看开关电路的应用。开关电路主要利用三极管的截止和饱和状态来实现信号的开闭。在图1中，展示了一个NPN和PNP三极管组成的反相器电路。当输入电压Vin为低电平时，NPN三极管Q1截止，使得PNP三极管Q2基极没有足够电位，因此Q2也截止；反之，当Vin为高电平时，Q1导通，Q2基极得到高电位，导致Q2截止。这种设计使得输出信号与输入信号相反，起到了反相开关的作用。
图2展示了两个NPN三极管的反相器电路，其工作原理与图1类似，但通过两个三极管的串联增强了隔离效果。图3和图4则分别展示了PNP三极管开关电路，通过改变输入端电压控制Q1的导通状态，进而影响继电器的工作状态。
接下来讨论三极管的放大作用。三极管放大功能主要体现在放大区，如图5和图6所示的上拉电阻电路。在有高电位输入时，三极管Q导通，由于E-C结导通，加上负载电阻，输出端可视为低电平（图5），或者高电平（图6）。这种设计利用三极管的电流放大作用，将小电流的输入信号转换为控制大电流负载的能力。
光耦合器（光藕）常用于隔离控制信号，避免电路间的相互干扰。图7至图10展示了光耦控制下的NPN和PNP三极管开关电路，当光耦的光信号接通时，三极管会根据结构（NPN或PNP）导通，实现信号的传输。
在理解三极管的工作特性时，二极管的参数也不容忽视。死区电压是指二极管未开始导通所需的最小电压，硅管通常为0.5V，锗管为0.1V。此外，二极管的主要工作参数包括最大整流电流IF、最高反相工作电压UR和最高工作频率fM，这些参数决定了二极管在实际应用中的性能限制。
对于三极管，其工作状态分为截止区、放大区和饱和区。在截止区，发射结和集电结都处于反向偏置，电流几乎为零。放大区中，发射结正向偏置，集电结反向偏置，此时三极管的电流放大系数β起作用，使得输出电流IC基本与基极电流IB成比例增长。饱和区则意味着IC不再受IB控制，UCE接近UBE，发射结和集电结均正向偏置。
总结来说，三极管在开关电路和放大电路中扮演着重要角色。开关电路利用其截止和饱和状态来控制电路的通断，而放大电路则利用其电流放大能力将小信号转换为大信号。理解并掌握这些基础知识，对于设计和分析电子系统至关重要。
