这道笔试题之前在公众号发过但是没有给出解析，这道题之前我大哥已经算过一遍了，在群里给出了答案（感谢我大哥将我领进门），我再整理一遍，加一些我的看法，如果解析有什么问题，也欢迎评论区留言。题目如下：
首先，对于上图的Q2这种PNP型的Q2三极管作为低端开关控制，是极其不推荐的，很容易出问题。在上图的用法中，无论STANDBY管脚输出0/3.3V，发射结始终正偏，集电极始终反偏，所以三极管Q2不会处于饱和区和截止区，而是一直处于放大区。
问题1：5V_A在STANDY = 0V时，输出多少V电压？最大电流为多少A？
当STANDY = 0V时，电流路径如下所示，图中蓝色为基极电流Ib，红色为发射极电流Ic：
根据基尔霍夫电压定律，有下面公式：
Ie*R2+Vbe+Ib*R1 = 5V
由于三极管Q2处于放大区，Ic=β*Ib，所以等式为：
Ib*(β+1)*R2 + Vbe + Ib*R1 = 5V
假设三极管Q2的Vbe = 0.7V（绝对值），β = 100，代入上式，求得：
Ib ≈ 9uA，Ic ≈900uA，Ie≈909uA。
那么此时Vgs = -Ie*R2 = -4.27V，再查看CJ3401A的规格书，其导通阈值电压Vgs（th）最大值为 - 1.3V，所以满足MOS管Q1导通条件，输出电压为5V。
最大输出电流可以根据MOS管规格书内的输出特性曲线获得，看样子输出电流可以在2A左右（Id电流再大，Vds会变大可能MOS管功率遭不住P=Id*Vds）。
问题2：5V_A在STANDY = 3.3V时，输出多少V电压？最大电流为多少A？
这个分析过程和问题一类似，当STANDY = 3.3V时，三极管Q2仍然处于放大状态，电流路径和问题一一样，下图红色为Ic集电极电流路径，蓝色是基极电流路径。
根据基尔霍夫电压定律，有下面公式：
Ie*R2+Vbe+Ib*R1 = 5V - 3.3V
由于三极管Q2处于放大区，Ic=β*Ib，所以等式为：
Ib*（β+1）*R2 + Vbe + Ib*R1 = 1.7V
假设三极管Q2的Vbe = 0.7V（绝对值），β = 100，代入上式，求得：
Ib≈2.1uA，Ic≈210uA，Ie=Ib+Ic≈212uA
那么此时Vgs = -Ie*R2 ≈ -1V，通过仿真也可以大致验证：
再查看CJ3401A的规格书，其导通阈值电压Vgs（th）最小值为 - 0.7V，最大值为- 1.3V。所以如果做成产品，会造成两种情况，导通阈值Vgs（th）区间处于-0.7V~-1V的PMOS会处于导通区或者线性区，而-1V~-1.3V的PMOS可以处于截止区。
那么也就是如果Q2的PMOS的导通阈值Vgs（th）参数区间处于-0.7V~-1V，无论STANDY是0V或者3.3V都无法关断。这种情况下，负载电流小的时候（可能几十mA）输出电压为5V，MOS处于导通区。当负载再大，MOS将变为恒流区，此时Vds会变大，所以输出电压会不足5V。
问题3：如果板子已经量产贴片，是否能满足5V_A开关要求？有什么改进的地方？
通过问题二分析可知，PMOS的导通阈值（绝对值）大于1V的可以满足开关要求。小于1V的无法满足开关要求。
改进措施1：
将PNP型三极管更换为NPN型三极管，不过这种解决方案需要改PCB。（如果直接换NPN不改PCB的话，发射极和集电极反掉）如下图所示：
改进措施2：
更换一颗导通电压更高的PMOS，例如最小导通电压（绝对值）为1.5V，那么就算三极管Q2处于放大区，那么Vgs也无法达到开启电压，也就可以实现PMOS的正常开关了。（这种方法不需要更改PCB）
增大R1电阻。例如R1加到470k，那么再根据公式推算，可知此时Ib电流降低至1uA，那么发射极电流也就基本为100uA左右，那么Vgs就降低为了0.47V，那么也就达不到PMOS的开启条件了。仿真也可以验证：
既然改大R1有用，那么改大R2能否有用呢？答案是改R2并没有用。因为通过推导可以知道Vgs和R1是直接相关的，把R2改大，Vgs仍然会是-1V左右，推导公式如下：
通过仿真也可以看出，改大R2并没有什么作用，将R2改为470k后，Vgs仍然为-1V左右：
总结：切记不要这样用三极管。
那么您对这个笔试题有没有什么见解？欢迎评论区留言探讨。
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