晶体管原理、基础知识及晶体管电路设计注意事项

HOTKING2019-10-25 12:00:00晶体管

关于晶体管基础知识和晶体管如何工作的易于理解的概述和教程，链接到具有更深入分析的页面。今天，晶体管有多种形式。有引线形式的基本晶体管或表面贴装晶体管。但晶体管也广泛用于集成电路中。大多数数字IC使用场效应技术，但许多模拟IC使用双极技术来提供所需的性能。

晶体管是当今电子技术的核心。<a href="http://www.hotking.com/product.html" target="_blank" style="color: rgb(77, 128, 191); text-decoration-line: underline; font-weight: bold;">晶体管</a>的发展导致了世界的许多变化。 晶体管的引入使我们今天认为理所当然的许多技术：从便携式晶体管收音机到手机，电脑，远程操作，我们在当今汽车中理所当然的功能等等。。。。通过晶体管的发明，所有这些以及更多的日常用品都成为可能。 <div style="text-align: center;"><img src="http://doc.hotking.com/hkt/news/0f30b9fc8fb349058a3cda667a80509a.jpg" alt="塑料引线晶体管选择" style="max-width: 100%;"></div><div style="text-align: center;">塑料引线晶体管选择</div> 今天，晶体管有多种形式。有引线形式的基本晶体管或表面贴装晶体管。但晶体管也广泛用于集成电路中。大多数数字IC使用场效应技术，但许多模拟IC使用双极技术来提供所需的性能。 晶体管开发 半导体技术现已成熟，但已使用了一百多年。20世纪初，当第一批无线或无线电设备被使用时，人们注意到了第一个半导体效应。正在研究各种想法作为探测器。热离子阀或真空管技术于1904年推出，但这些设备价格昂贵，并且还需要通过电池供电。不久之后，发现了Cat's Whisker探测器。这包括放置在多种类型材料中的一种上的细线。这些材料现在称为半导体，并构成现代电子技术的基础。 晶体管历史记录： 双极晶体管是由贝尔实验室的三名研究人员发明的：John Bardeen，Walter Brattain和William Schockley。他们一直在研究一种利用场效应控制半导体电流的想法，但他们无法使这个想法发挥作用。他们将注意力转向另一种可能性，并使用锗晶片上的两个紧密间隔的点接触制作三端子器件。这个想法奏效了，他们能够证明它在1949年末提供了收益。 旧的OC71晶体管的图像 - 这种类型是由大盾于1954年在英国引入的，但生产持续到这个日期到20世纪60年代 <div style="text-align: center;"><img src="http://doc.hotking.com/hkt/news/0d1db5f226b4fa850be00bb680ab88d0.jpg" alt="旧的OC71晶体管的图像" style="max-width: 100%;"></div>旧的OC71晶体管的图像 在制定了基本思想之后，采用半导体技术需要一些时间，但一旦实现，它就像我们今天所知的那样以一种主要方式起飞。 什么是双极晶体管 双极晶体管需要与场效应晶体管区分开来。双极晶体管的名称源于它在操作中同时使用空穴和电子这一事实。场效应晶体管是使用一种或任一类型的电荷载体的单极器件。 双极晶体管，或更确切地说是双极结型晶体管BJT，具有两个背靠背的二极管结。双极晶体管有三个端子，分别是发射极，基极和集电极。 晶体管放大电流 - 双极晶体管是电流器件，不像热电子管真空管和FET是电压器件。流入基极电路的电流影响在集电极和发射极之间流动的电流。 <a href="http://www.hotking.com/cate/cid/13.html" target="_blank" style="color: rgb(77, 128, 191); text-decoration-line: underline; font-size: medium; font-weight: bold;">晶体管电路设计</a>注意事项： 晶体管是三端器件，提供电流增益。有三种配置可用于晶体管：共发射极，共集电极和公共基极。每个都具有不同的特性，并且通过围绕这些配置中的一个配置电路，可以实现所需的特性。 基本晶体管结构 晶体管是三端器件，由三个不同的层组成。其中两个被掺杂以给出一种类型的半导体，并且存在相反的类型，即两个可以是n型和一个p型，或者两个可以是p型而一个可以是n型。它们是这样，晶体管的两个相似层被夹在相反类型的层中。结果，根据它们的组成方式，晶体管被指定为PNP（PNP）类型的NPN（NPN）类型。 <div style="text-align: center;"><img src="http://doc.hotking.com/hkt/news/9b1f30f0f7ab01f194460b220c82d6ff.png" alt="晶体管基本结构和电路符号" style="max-width: 100%;"></div><div style="text-align: center;">晶体管基本结构和电路符号</div> 广泛使用的三个电极的名称，但其含义并不总是被理解： • 基极： 晶体管的基极得益于这样的事实：在早期的晶体管中，这个电极形成了整个器件的基极。最早的点接触晶体管具有放置在基底材料上的两个点接触。该基础材料形成基础连接。。。这个名字卡住了。• 发射器： 发射器的名称来自它发射电荷载体的事实。• 收集器： 收集器的名称来自它收集电荷载体的事实。 对于晶体管的操作，基区非常薄是必要的。在今天的晶体管中，基极通常仅约1μm。事实上，晶体管的基极区很薄，这是器件工作的关键 <a href="http://www.hotking.com/news/274_7.html" target="_blank" style="color: rgb(77, 128, 191); text-decoration-line: underline; font-size: medium; font-weight: bold;">晶体管原理</a> 晶体管可以被认为是背靠背放置的两个PN结。其中之一，即基极发射极结正向偏置，而另一个，基极集电极结反向偏置。已经发现，当使电流在基极发射极结中流动时，即使基极集电极结被反向偏置，在集电极电路中流过更大的电流。 为清楚起见，采用NPN晶体管的示例。同样的推理可以用于PNP器件，除了空穴是多数载流子而不是电子。 当电流流过基极发射极结时，电子离开发射极并流入基极。然而，该区域中的掺杂保持较低，并且可用于重组的孔相对较少。结果，大多数电子能够直接流过基极区并进入集电极区，被正电位吸引。 <div style="text-align: center;"><img src="http://doc.hotking.com/hkt/news/e26309e72c02f8abde3daffdf191afc0.png" alt="基本晶体管工作原理图" style="max-width: 100%;"></div><div style="text-align: center;">基本晶体管工作原理图</div><div style="text-align: center;">显示NPN晶体管的工作原理</div> 只有一小部分来自发射极的电子与基极区中的空穴结合，从而在基极 - 发射极电路中产生电流。这意味着集电极电流要高得多。 集电极电流和基极电流之比用希腊符号Β给出。对于大多数小信号晶体管，这可能在50到500的范围内。在某些情况下，它甚至可以更高。这意味着集电极电流通常是在基极中流动的电流的50到500倍。对于高功率晶体管，B的值稍微小一些：20是相当典型的值。

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