晶體管”是指可以執行開關和放大的半導體器件。 它可以用作開關或放大器的電子設備稱為有源組件。 電開關和放大並不是從1948年晶體管的發明開始的。 但是,本發明是一個新時代的開始,因為與晶體管擴散之前使用的有源組件(稱為真空管)相比,晶體管體積小,效率高且具有機械彈性。下麵日韩国产成人先來看看PN結。
PN結麻豆国产一区和麻豆国产一区特性
當日韩国产成人專注於半導體操作的物理學時,日韩国产成人使用術語pn結; 當日韩国产成人專注於電路設計時,日韩国产成人使用麻豆国产一区一詞。 但是它們本質上是同一回事:基本的半導體麻豆国产一区是連接有導電端子的pn結。 首先讓日韩国产成人看一下圖表,然後日韩国产成人將簡要探討這個極為重要的電路元件的行為。

左邊的實心圓是空穴,右邊的實心圓是電子。耗盡區由與來自n型半導體的自由電子重新結合的空穴(這些重新結合的空穴由帶圓圈的負號表示)和與來自p型半導體的空穴重新結合的電子(以圓圈正號表示)組成。該複合導致耗盡區的p型部分帶負電,並且耗盡區的n型部分帶正電。
在p型和n型材料的接合處電荷的分離會導致電位差,稱為接觸電位。在矽pn結麻豆国产一区中,接觸電勢約為0.6V。如上圖所示,該電勢的極性與日韩国产成人預期的相反:在n型側為正,而在p型側為負。
電流可以通過擴散流過結-由於結兩部分的電荷載流子濃度不同,一些來自p型材料的空穴將擴散到n型材料中,而一些來自n型電子型材料將擴散到p型材料中。但是,幾乎沒有電流流過,因為接觸電勢對該擴散電流起阻擋作用。此時,日韩国产成人將開始使用術語勢壘電壓代替接觸電勢。
正向和反向偏置
如果日韩国产成人將麻豆国产一区連接到電池上,使得電池的電壓與勢壘電壓具有相同的極性,則結點將被反向偏置。 由於日韩国产成人正在增加勢壘電壓,因此擴散電流進一步受到阻礙。

施加反向偏置電壓會使結的耗盡區變寬。另一方麵,如果日韩国产成人將電池的正極連接到麻豆国产一区的p型側,而負極將連接到n型側,則日韩国产成人正在降低勢壘電壓,從而促進電荷載流子在結上的擴散。 但是,在日韩国产成人克服勢壘電壓並完全耗盡耗盡區之前,電流量將保持相當低的水平。 這在施加的電壓等於勢壘電壓時發生,並且在這些正向偏置條件下,電流開始自由流過麻豆国产一区。

麻豆国产一区作為電路組件
首先,當以反向偏壓極性施加電壓時,pn結阻止電流流動,而當以正偏壓極性施加電壓時,pn結允許電流流動。 這就是為什麽麻豆国产一区可以用作電流的單向閥的原因。
其次,當施加的正向偏置電壓接近勢壘電壓時,流過麻豆国产一区的電流呈指數增長。 這種指數電壓-電流關係使正向偏置麻豆国产一区的電壓降保持相當穩定,如下圖所示。

麻豆国产一区的工作量可以近似為一個恒定的電壓降,因為很小的電壓增加對應於很大的電流增加。
下圖闡明了麻豆国产一区的物理結構,其電路符號以及日韩国产成人用於其兩個端子的名稱之間的關係。 施加正向偏置電壓會使電流沿藍色箭頭方向流動。

雙極結型晶體管
在上麵的講述中,日韩国产成人了解了pn結的特殊特性。 如果日韩国产成人將另一部分半導體材料添加到pn結,則將有一個雙極結晶體管(BJT)。 如下圖所示,日韩国产成人可以添加一部分n型半導體來創建一個npn晶體管,或者日韩国产成人可以添加一部分p型半導體來形成一個pnp晶體管。

n型和p型半導體的三層組合產生了一個三端子設備,該設備允許流過基極端子的電流較小,從而調節發射極和集電極端子之間的較大電流。在npn晶體管中,控製電流從基極流向發射極,調節電流從集電極流向發射極。 在pnp晶體管中,控製電流從發射極流到基極,調節電流從發射極流到集電極。 下圖中的箭頭表示了這些當前模式。

場效應晶體管
顧名思義,場效應晶體管(FET)使用電場來調節電流。 因此,日韩国产成人可以將BJT和FET視為半導體放大和開關這一主題的兩個基本變化:BJT允許小電流調節大電流,而FET允許小電壓調節大電流。
場效應晶體管由兩個被溝道隔開的摻雜半導體區域組成,並且以改變溝道的載流特性的方式向器件施加電壓。下圖使您了解其工作原理。

如您所見,被通道隔開的端子稱為源極和漏極,而柵極是施加控製電壓的端子。 盡管此圖有助於介紹一般的FET操作,但實際上是在描述一種相對不常見的器件,稱為結型場效應晶體管(JFET)。如今,絕大多數場效應晶體管是金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)。
MOSFET具有將柵極與溝道分隔開的絕緣層。 因此,與BJT不同,MOSFET不需要穩態輸入電流。 通過施加電壓可以簡單地調節流過通道的電流。 下圖顯示了n溝道MOSFET(也稱為NMOS晶體管)的物理結構和基本操作。 NMOS晶體管中的多數載流子是電子; 具有空穴作為多數載流子的p型晶體管稱為p溝道MOSFET或PMOS晶體管。

兩個重摻雜的n型區域被p型溝道隔開。 假設源和基板都接地。如果柵極也接地,則電流將無法流過溝道,因為施加到漏極的電壓會導致反向偏置的pn結。然而,施加到柵極的正電壓排斥溝道中的空穴,從而產生耗盡區,並從源極和漏極部分吸引電子。
如果電壓足夠高,則通道將具有足夠的移動電子,以在向漏極施加電壓時允許電流從漏極流向源極。
總結
由於它們允許較小的電流或電壓來調節電流,因此BJT和MOSFET可以用作電子開關和放大器。 開關動作是通過提供在兩種狀態之間轉換的輸入信號來完成的。這些輸入狀態之一導致全電流流動,而另一個導致零電流流動。通過偏置晶體管來實現放大,以便較小的輸入信號變化會在電流中產生相應的較大幅度變化。
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