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什么是晶体管_晶体管的功能

晶体管具有放大和切换电信号的功能。在无线电的情况下,通过空气传输的极弱信号在通过扬声器播放之前被放大(放大)。这是晶体管的放大作用。晶体管还充当开关,仅在预定信号到达时工作。IC 或 LSI 是提供晶体管基本功能的晶体管集合。


一、晶体管作为开关:

一旦向晶体管的基极施加电压(约0.7V或更高),就会有小电流流动,导致晶体管导通,电流在集电极和发射极之间流动。相反,当施加到基极的电压较低(小于0.7V)时,集电极和发射极关闭,它们之间没有电流流动。切换晶体管就像使用基极作为开关打开和关闭从集电极到发射极的电流。

晶体管基本功能.jpg

二、晶体管作为放大器:

让我们将晶体管的功能与供水的机制进行比较。晶体管由三个支腿组成,底座是水龙头,发射极是水龙头,集电极是水箱。通过用很小的力控制水龙头(向底座输入信号),大量的水从水箱(收集器)流向水龙头(发射器)......使用这个类比使晶体管操作更容易理解。

现在,让我们仔细看看使用图1和图2的晶体管放大原理。电流 (IC) h铁* 乘以电流 (IB) 与基极-发射极电压 (V ) 成比例是) 由输入电压 E 和偏置电压 E 产生1流经收集器。此集电极电流 IC流过电阻器 RL,电压为 ICY SL出现在电阻R的两端L.最终,输入电压e被转换(放大)为电压ICRL,显示在输出中。


三、晶体管机制:

晶体管由PN结组成,当电流施加到基极时,电流在集电极和发射极之间流动。在这里,我们将以NPN晶体管为例来解释其工作原理。当正向电压(V是)施加在基极和发射极之间,发射极中的电子(-电荷)流入基极,其中一些与空穴(+电荷)结合,导致极小的基极电流(IB)。由于基座(P型半导体)结构很薄,许多从发射极流入基座的电子逃逸到收集器。集电极-发射极电压(V行政长官) 感应电子(电荷)向集电极移动,产生集电极电流 IC.

晶体管操作图.jpg

四、NPN 和 PNP 晶体管:

晶体管有两种主要类型:NPN和PNP。从右图可以看出,区别在于集电极端子是在电路中吸收电流还是在传输电流。当想要通过输入信号进行切换时,使用具有共发极的NPN类型。另一方面,使用电源侧进行控制时,使用PNP类型是标准的。NPN型载流子是电子,而PNP载流子是空穴(+电荷)。在PNP类型中,施加电压使发射极为正,基极为负,导致发射极中的孔流入基极,其中一些与基极中的电子结合形成小基极电流,其余的逃逸到集电极成为集电极电流。

NPN 和 PNP 类型.jpg

五、晶体管的历史:

1. 1948年在贝尔电话实验室创建:

晶体管的发明对电子工业产生了深远的影响,最初是在1948年开发的。这一刻标志着电子时代的到来。随后的几年见证了计算机和其他电子技术的快速发展。考虑到这一贡献丰富了我们所有人的生活,三位发明家,物理学家W. Shockley,J. Bardeen和W. Brattain获得诺贝尔奖也就不足为奇了。我想知道未来是否会有任何可以与晶体管相媲美的发明......无论如何,很明显,晶体管对现代世界产生了革命性的影响。

2. 从锗到硅:

晶体管最初由一种叫做锗的物质(半导体)制成。然而,锗的缺点是在80°C左右分解,所以现在大部分都是硅。顺便说一下,硅可以承受高达180°C左右的热量。