晶体管-分类，结构，应用，优点

晶体管最初被称为“传输电阻”或“传输电阻”。它们是电子电路的基本单元。它们被大量使用，以至于你无法想象没有这个组件的PCB。本文将讨论什么是晶体管，它的结构，分类，工作原理，应用，优缺点。

晶体管是什么

晶体管是构成任何电子电路的基本和主要部件的电子器件。早期的晶体管是由锗制成的，对温度敏感，慢慢地被硅取代。硅晶体管的制造成本更低。它们是微芯片和计算机的基本单元。

图1 -晶体管的物理视图

它也可以被定义为三终端设备，由三个不同的层组成，其中两个相似的层夹在相反类型的层中，称为“晶体管”。

如图2所示，可以是两个“P”型夹一个“N”型，也可以是两个“N”型夹一个“P”型。左边的终端称为发射器，右边的终端称为收集器，中间的区域称为基底。

晶体管的分类

晶体管主要有三种类型，即:

• 点接触晶体管
• 场效应晶体管(FET)
• 双极结晶体管(BJT)

图2 -晶体管的分类

点接触型晶体管

它们是第一个用锗作为半导体的晶体管，两根磷青铜线穿过它。大电流脉冲用于熔断电线&这导致磷从电线扩散到锗，从而在点周围形成p型区域。形成PNP结构，表现为负电阻。

场效应晶体管(FET)

场效应晶体管是三个终端器件，有栅极、源极、漏极，衬底被认为是第四个终端。它们是电压控制装置，可以控制通道的大小和形状。由于它们工作在单通道上，所以被称为单极晶体管。它们被进一步分类为:

• JFET
• 场效应晶体管

JFET

J涂油礼G吃了F领域,E这个效果T电阻器是一种三端器件，不需要偏置电流，完全电压控制。它们被称为具有n型和p型通道的耗尽模式设备。

场效应晶体管

米等等O希德年代iliconF通过E这个效果T电阻也是单极晶体管，有栅极、源极、漏极和衬底。MOSFET的两种工作模式是具有n型和p型通道的增强模式和耗尽模式。

双极结晶体管(BJT)

结晶体管一般称为BJT或双极结晶体管，有三个终端发射极、基极和集电极。电流控制晶体管，即流过底座的小电流导致大电流从发射极流向集电极。BJT的开关“ON”由输入电流应用到基地。

它们被进一步分类为:

• NPN型晶体管
• PNP型晶体管

图3 - NPN - PNP晶体管的基本结构和电路符号

NPN型晶体管

NPN晶体管是一种BJT，它由三层组成，其中“P”掺杂层夹在两个“N”掺杂层之间。

PNP型晶体管

一个PNP型晶体管是一种BJT，由三层组成，其中“N”掺杂层夹在两个“P”掺杂层之间。

晶体管电路配置

晶体管有三个终端，即发射极，基极和集电极，但当它连接在一个电路中，需要四个终端。输入端需要两个端子，输出端需要两个端子。因此晶体管的一个端子对输入端和输出端都是公用的。发射器和收集器总是分别正向和反向偏压。

在电路中连接晶体管有三种方法，即:

• 共基连接(共基电路)
• 共发射极连接(共发射极电路)
• 公共集热器连接(公共集热器电路)

共基电路

顾名思义，这种电路的输入和输出都有公共基础。输入信号应用于发射器和底座之间，输出信号从收集器和底座获得。在这种电路中，发射器电流(I_E)这也是输入电流高。因此输入电阻很低。

图4 -公共基电路

由于收集器的反向电压，输出电阻很高。通用基连接很少使用，因为它没有电流增益。

共发射极电路

它是所有晶体管应用中使用最广泛的电路。如图5所示，该电路的输入和输出都有共同发射器。输入信号应用于基极和发射极之间，输出信号从收集器和发射极获得。由于基电流小(I_B)，输入电阻非常高。

图5 -共发射极电路

由于集电极电流(I_C)比基电流(I_B)．这个电路的电压增益很高。

公共集电极电路

在如图6所示的这种电路中，收集器对输入和输出都是公用的。输入信号应用于基极和收集器之间，而输出信号在发射器和收集器之间获得。

图6 -普通集电极电路

与其他电路相比，输入电阻高，输出电阻低。没有电压增益。该电路可用于阻抗匹配。

晶体管是如何工作的

为了理解晶体管的工作原理，让我们考虑如图6所示的NPN晶体管。发射极和基极之间的结称为发射极-基极结，它是正向偏置的。类似地，基极和集电极之间的结称为反向偏置的集电极-基极结。

图7 -基本电路的NPN型晶体管

正向偏压使n型发射极中的电子或电流流向基底。The Emitter is heavily doped so that large number of charge carriers (electrons) is infused into the Base region. This current from the Emitter region is called as Emitter current I_E．当电流流过p型基底时，很少有电子与空穴结合。这就构成了基电流I_B．基底非常薄，掺杂量很少，这有助于剩余的载流子向集电极区域移动。

收集器的反向偏压吸引电子。收集器是适度掺杂的，并允许剩余的电子流过它。因此，我们可以得出结论，发射极电流是基极电流和集电极电流的总和，即I_E=我_B+我_C

晶体管的应用

应用包括:

• 晶体管在振荡器和调制器中用作放大器。
• 它们在数字电路中用作开关。
• 晶体管用于无线系统的射频电路中。
• 晶体管开关用于防盗报警器、工业控制电路、存储器和微处理器。
• 它们用于子字线驱动器(SWD)以产生低频电流。
• MOSFET用于Chopper电路。
• JFET， MOSFET可以作为一个被动元件，如电阻。

的优点晶体管

优点是:

• 晶体管体积小。
• 它们提供高电压增益，需要更少的电源电压。
• 因为没有灯丝，所以不需要加热电源。
• 晶体管比真空管寿命长。
• 控制高功率电路更容易。
• 电路设计更简单。

缺点的晶体管

缺点是:

• 漏电流在共发射极电路中被放大。
• 功耗低于300W。
• 除了场效应晶体管(FET)以外的晶体管输入阻抗都很低。
• 它们依赖于温度。

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