晶體管具有放大和切換電信號(hào)的功能。在無(wú)線(xiàn)電的情況下,通過(guò)空氣傳輸?shù)臉O弱信號(hào)在通過(guò)揚(yáng)聲器播放之前被放大(放大)。這是晶體管的放大作用。晶體管還充當(dāng)開(kāi)關(guān),僅在預(yù)定信號(hào)到達(dá)時(shí)工作。IC 或 LSI 是提供晶體管基本功能的晶體管集合。
一、晶體管作為開(kāi)關(guān):
一旦向晶體管的基極施加電壓(約0.7V或更高),就會(huì)有小電流流動(dòng),導(dǎo)致晶體管導(dǎo)通,電流在集電極和發(fā)射極之間流動(dòng)。相反,當(dāng)施加到基極的電壓較低(小于0.7V)時(shí),集電極和發(fā)射極關(guān)閉,它們之間沒(méi)有電流流動(dòng)。切換晶體管就像使用基極作為開(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉從集電極到發(fā)射極的電流。
二、晶體管作為放大器:
讓我們將晶體管的功能與供水的機(jī)制進(jìn)行比較。晶體管由三個(gè)支腿組成,底座是水龍頭,發(fā)射極是水龍頭,集電極是水箱。通過(guò)用很小的力控制水龍頭(向底座輸入信號(hào)),大量的水從水箱(收集器)流向水龍頭(發(fā)射器)......使用這個(gè)類(lèi)比使晶體管操作更容易理解。
現(xiàn)在,讓我們仔細(xì)看看使用圖1和圖2的晶體管放大原理。電流 (IC) h鐵* 乘以電流 (IB) 與基極-發(fā)射極電壓 (V ) 成比例是) 由輸入電壓 E 和偏置電壓 E 產(chǎn)生1流經(jīng)收集器。此集電極電流 IC流過(guò)電阻器 RL,電壓為 ICY SL出現(xiàn)在電阻R的兩端L.最終,輸入電壓e被轉(zhuǎn)換(放大)為電壓ICRL,顯示在輸出中。
三、晶體管機(jī)制:
晶體管由PN結(jié)組成,當(dāng)電流施加到基極時(shí),電流在集電極和發(fā)射極之間流動(dòng)。在這里,我們將以NPN晶體管為例來(lái)解釋其工作原理。當(dāng)正向電壓(V是)施加在基極和發(fā)射極之間,發(fā)射極中的電子(-電荷)流入基極,其中一些與空穴(+電荷)結(jié)合,導(dǎo)致極小的基極電流(IB)。由于基座(P型半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)很薄,許多從發(fā)射極流入基座的電子逃逸到收集器。集電極-發(fā)射極電壓(V行政長(zhǎng)官) 感應(yīng)電子(電荷)向集電極移動(dòng),產(chǎn)生集電極電流 IC.
四、NPN 和 PNP 晶體管:
晶體管有兩種主要類(lèi)型:NPN和PNP。從右圖可以看出,區(qū)別在于集電極端子是在電路中吸收電流還是在傳輸電流。當(dāng)想要通過(guò)輸入信號(hào)進(jìn)行切換時(shí),使用具有共發(fā)極的NPN類(lèi)型。另一方面,使用電源側(cè)進(jìn)行控制時(shí),使用PNP類(lèi)型是標(biāo)準(zhǔn)的。NPN型載流子是電子,而PNP載流子是空穴(+電荷)。在PNP類(lèi)型中,施加電壓使發(fā)射極為正,基極為負(fù),導(dǎo)致發(fā)射極中的孔流入基極,其中一些與基極中的電子結(jié)合形成小基極電流,其余的逃逸到集電極成為集電極電流。
五、晶體管的歷史:
1. 1948年在貝爾電話(huà)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建:
晶體管的發(fā)明對(duì)電子工業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,最初是在1948年開(kāi)發(fā)的。這一刻標(biāo)志著電子時(shí)代的到來(lái)。隨后的幾年見(jiàn)證了計(jì)算機(jī)和其他電子技術(shù)的快速發(fā)展??紤]到這一貢獻(xiàn)豐富了我們所有人的生活,三位發(fā)明家,物理學(xué)家W. Shockley,J. Bardeen和W. Brattain獲得諾貝爾獎(jiǎng)也就不足為奇了。我想知道未來(lái)是否會(huì)有任何可以與晶體管相媲美的發(fā)明......無(wú)論如何,很明顯,晶體管對(duì)現(xiàn)代世界產(chǎn)生了革命性的影響。
2. 從鍺到硅:
晶體管最初由一種叫做鍺的物質(zhì)(半導(dǎo)體)制成。然而,鍺的缺點(diǎn)是在80°C左右分解,所以現(xiàn)在大部分都是硅。順便說(shuō)一下,硅可以承受高達(dá)180°C左右的熱量。