晶體管是當(dāng)今電子技術(shù)的核心。晶體管的發(fā)展導(dǎo)致了世界的許多變化。
晶體管的引入使我們今天認(rèn)為理所當(dāng)然的許多技術(shù)：從便攜式晶體管收音機(jī)到手機(jī)，電腦，遠(yuǎn)程操作，我們在當(dāng)今汽車中理所當(dāng)然的功能等等。。。。通過晶體管的發(fā)明，所有這些以及更多的日常用品都成為可能。
塑料引線晶體管選擇
今天，晶體管有多種形式。有引線形式的基本晶體管或表面貼裝晶體管。但晶體管也廣泛用于集成電路中。大多數(shù)數(shù)字IC使用場效應(yīng)技術(shù)，但許多模擬IC使用雙極技術(shù)來提供所需的性能。
晶體管開發(fā)
半導(dǎo)體技術(shù)現(xiàn)已成熟，但已使用了一百多年。20世紀(jì)初，當(dāng)?shù)谝慌鸁o線或無線電設(shè)備被使用時(shí)，人們注意到了第一個(gè)半導(dǎo)體效應(yīng)。正在研究各種想法作為探測器。熱離子閥或真空管技術(shù)于1904年推出，但這些設(shè)備價(jià)格昂貴，并且還需要通過電池供電。不久之后，發(fā)現(xiàn)了Cat's Whisker探測器。這包括放置在多種類型材料中的一種上的細(xì)線。這些材料現(xiàn)在稱為半導(dǎo)體，并構(gòu)成現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ)。
晶體管歷史記錄：
雙極晶體管是由貝爾實(shí)驗(yàn)室的三名研究人員發(fā)明的：John Bardeen，Walter Brattain和William Schockley。他們一直在研究一種利用場效應(yīng)控制半導(dǎo)體電流的想法，但他們無法使這個(gè)想法發(fā)揮作用。他們將注意力轉(zhuǎn)向另一種可能性，并使用鍺晶片上的兩個(gè)緊密間隔的點(diǎn)接觸制作三端子器件。這個(gè)想法奏效了，他們能夠證明它在1949年末提供了收益。
舊的OC71晶體管的圖像 - 這種類型是由大盾于1954年在英國引入的，但生產(chǎn)持續(xù)到這個(gè)日期到20世紀(jì)60年代
舊的OC71晶體管的圖像
在制定了基本思想之后，采用半導(dǎo)體技術(shù)需要一些時(shí)間，但一旦實(shí)現(xiàn)，它就像我們今天所知的那樣以一種主要方式起飛。
什么是雙極晶體管
雙極晶體管需要與場效應(yīng)晶體管區(qū)分開來。雙極晶體管的名稱源于它在操作中同時(shí)使用空穴和電子這一事實(shí)。場效應(yīng)晶體管是使用一種或任一類型的電荷載體的單極器件。
雙極晶體管，或更確切地說是雙極結(jié)型晶體管BJT，具有兩個(gè)背靠背的二極管結(jié)。雙極晶體管有三個(gè)端子，分別是發(fā)射極，基極和集電極。
晶體管放大電流 - 雙極晶體管是電流器件，不像熱電子管真空管和FET是電壓器件。流入基極電路的電流影響在集電極和發(fā)射極之間流動(dòng)的電流。
晶體管電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：
晶體管是三端器件，提供電流增益。有三種配置可用于晶體管：共發(fā)射極，共集電極和公共基極。每個(gè)都具有不同的特性，并且通過圍繞這些配置中的一個(gè)配置電路，可以實(shí)現(xiàn)所需的特性。
基本晶體管結(jié)構(gòu)
晶體管是三端器件，由三個(gè)不同的層組成。其中兩個(gè)被摻雜以給出一種類型的半導(dǎo)體，并且存在相反的類型，即兩個(gè)可以是n型和一個(gè)p型，或者兩個(gè)可以是p型而一個(gè)可以是n型。它們是這樣，晶體管的兩個(gè)相似層被夾在相反類型的層中。結(jié)果，根據(jù)它們的組成方式，晶體管被指定為PNP（PNP）類型的NPN（NPN）類型。
晶體管基本結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)
廣泛使用的三個(gè)電極的名稱，但其含義并不總是被理解：
• 基極： 晶體管的基極得益于這樣的事實(shí)：在早期的晶體管中，這個(gè)電極形成了整個(gè)器件的基極。最早的點(diǎn)接觸晶體管具有放置在基底材料上的兩個(gè)點(diǎn)接觸。該基礎(chǔ)材料形成基礎(chǔ)連接。。。這個(gè)名字卡住了。
• 發(fā)射器： 發(fā)射器的名稱來自它發(fā)射電荷載體的事實(shí)。
• 收集器： 收集器的名稱來自它收集電荷載體的事實(shí)。
對于晶體管的操作，基區(qū)非常薄是必要的。在今天的晶體管中，基極通常僅約1μm。事實(shí)上，晶體管的基極區(qū)很薄，這是器件工作的關(guān)鍵
晶體管原理
晶體管可以被認(rèn)為是背靠背放置的兩個(gè)PN結(jié)。其中之一，即基極發(fā)射極結(jié)正向偏置，而另一個(gè)，基極集電極結(jié)反向偏置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使電流在基極發(fā)射極結(jié)中流動(dòng)時(shí)，即使基極集電極結(jié)被反向偏置，在集電極電路中流過更大的電流。
為清楚起見，采用NPN晶體管的示例。同樣的推理可以用于PNP器件，除了空穴是多數(shù)載流子而不是電子。
當(dāng)電流流過基極發(fā)射極結(jié)時(shí)，電子離開發(fā)射極并流入基極。然而，該區(qū)域中的摻雜保持較低，并且可用于重組的孔相對較少。結(jié)果，大多數(shù)電子能夠直接流過基極區(qū)并進(jìn)入集電極區(qū)，被正電位吸引。
基本晶體管工作原理圖
顯示NPN晶體管的工作原理
只有一小部分來自發(fā)射極的電子與基極區(qū)中的空穴結(jié)合，從而在基極 - 發(fā)射極電路中產(chǎn)生電流。這意味著集電極電流要高得多。
集電極電流和基極電流之比用希臘符號(hào)Β給出。對于大多數(shù)小信號(hào)晶體管，這可能在50到500的范圍內(nèi)。在某些情況下，它甚至可以更高。這意味著集電極電流通常是在基極中流動(dòng)的電流的50到500倍。對于高功率晶體管，B的值稍微小一些：20是相當(dāng)?shù)湫偷闹怠?br />
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