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晶體管原理-基礎(chǔ)知識(shí)與晶體管電路設(shè)計(jì)
  • 發(fā)布時(shí)間:2020-04-25 15:36:46
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晶體管原理-基礎(chǔ)知識(shí)與晶體管電路設(shè)計(jì)
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?cè)诋?dāng)今汽車中理所當(dāng)然的功能等等。。。。通過(guò)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。
晶體管原理
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(chǎng)效應(yīng)技術(shù),但許多模擬IC使用雙極技術(shù)來(lái)提供所需的性能。
晶體管開(kāi)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(wú)線或無(wú)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(cè)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(guò)電池供電。不久之后,發(fā)現(xiàn)了Cat's Whisker探測(cè)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(chǎng)效應(yīng)控制半導(dǎo)體電流的想法,但他們無(wú)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(guó)引入的,但生產(chǎn)持續(xù)到這個(gè)日期到20世紀(jì)60年代
晶體管原理
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(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)分開(kāi)來(lái)。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(chǎng)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(shuō)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(guò)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。
晶體管原理
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(lái)自它發(fā)射電荷載體的事實(shí)。
• 收集器:  收集器的名稱來(lái)自它收集電荷載體的事實(shí)。
對(duì)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(guò)更大的電流。
為清楚起見(jiàn),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(guò)基極發(fā)射極結(jié)時(shí),電子離開(kāi)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(duì)較少。結(jié)果,大多數(shù)電子能夠直接流過(guò)基極區(qū)并進(jìn)入集電極區(qū),被正電位吸引。
晶體管原理
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(lái)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(duì)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(duì)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 /> 烜芯微專業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,1500家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點(diǎn)擊右邊的工程師,或者點(diǎn)擊銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹
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