晶体管的结构及类型用不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就构成了晶体管。结构如图(a)所示,位于中间的P区称为基区,它很薄且杂质浓度很低;位于上层的N区是发射区,掺杂浓度很高;位于下层的N区是集电区,面积很大;它们分别引出电极为基极b, 发射极e和集电极c。
晶体管的电流放大作用
如下图所示为基本放大电路,为输入电压信号,它接入基极-发射极回路,称为输入回路;放大后的信号在集电极-发射极回路,称为输出回路。由于发射极是两个回路的公共端,故称该电路为共射放大电路。
晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏且集电结反向偏置,所以输入回路加的基极电源和输出回路加的集电极电源
光晶体管三端工作,故容易实现电控或电同步。光晶体管所用材料通常是砷化镓。北京NPN晶体管三、单结晶体管振荡器
1.单结晶体管振荡器电路
在电子电路中,常常利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放电特性,组成非正弦波脉冲振荡电路,单结晶体管振荡电路如图6a所示。图中,R、C为充放电元件,V为单结晶体管,Rb1、Rb2为基极电阻,其中Rb2为限流电阻,Rb1是负载电阻,其两端产生的电压降就是振荡输出信号。
2.单结晶体管振荡电路的工作原理
单结晶体管振荡电路的工作原理如下。当开关S闭合后,电源Ucc接入电路中,单结晶体管的b2经电阻Rb2与电源的正极相连,b1经电阻Rb1与电源的负极相接,即b2、b1之间加上了一个正电压。同时,电源Ucc还通过电阻R对电容C进行充电,电容两端的电压Uc随时间按**规律上升,充电时间常数τ=RC。
当电容两端的电压Uc,即发射极所加的电压Ue<Up峰点电压时,单结晶体管的Ie电流为很小的反向漏电电流,单结晶体管是处于截止状态的,其e、b1极之间的等效阻值非常大,电阻Rb1上无电流通过,输出电压Uo=0,即无脉冲信号输出
电阻晶体管出厂价格GTR和普通双极结型晶体管的工作原理是一样的。
晶体管因为有以下的优点,因此可以在大多数应用中代替真空管:
没有因加热阴极而产生的能量耗损,应用真空管时产生的橙光是因为加热造成,有点类似传统的灯泡。
体积小,重量低,因此有助于电子设备的小型化。
工作电压低,只要用电池就可以供应。
在供电后即可使用,不需加热阴极需要的预热期。
可透过半导体技术大量的生产。
放大倍数大。
平面晶体管
平面工艺是60年代发展起来的一种非常重要的半导体技术。该工艺是在Si半导体芯片上通过氧化、光刻、扩散、离子注入等一系列流程,制作出晶体管和集成电路。凡采用所谓平面工艺来制作的晶体管,都称为平面晶体管。
参见晶体三极管特性曲线2-18图所示:
图2-18 晶体三极管特性曲线
3、晶体三极管共发射极放大原理如下图所示:
A、vt是一个npn型三极管,起放大作用。
B、ecc 集电极回路电源(集电结反偏)为输出信号提供能量。
C、rc 是集电极直流负载电阻,可以把电流的变化量转化成电压的变化量反映在输出端。
D、基极电源ebb和基极电阻rb,一方面为发射结提供正向偏置电压,同时也决定了基极电流ib.
图2-19 共射极基本放大电路
E、cl、c2作用是隔直流通交流偶合电容。
F、rl是交流负载等效电阻。
晶体管又称双极结型晶体管 ,是由电流驱动的半导体器件。
晶体管的发展1)真空三极管
1939年2月,Bell实验室有一个伟大的发现,硅p_n结的诞生。1942年,普渡大学Lark_Horovitz领导的课题组中一个名叫Seymour Benzer的学***现锗单晶具有其它半导体所不具有的优异的整流性能。这两个发现满足了美国**的要求,也为随后晶体管的发明打下了伏笔。
2)点接触晶体管
1945年二战结束,Shockley等发明的点接触晶体管成为人类微电子**的先声。为此,Shockley为Bell递交了***个晶体管的专利申请。**终还是获得了***个晶体管**的授权。
3)双极型与单极型晶体管
Shockley在双极型晶体管的基础上,于1952年进一步提出了单极结型晶体管的概念,即***所说的结型晶体管。其结构与pnp或npn双极型晶体管类似,但在p_n材料的界面存在一个耗尽层,以使栅极与源漏导电沟道之间形成一个整流接触。同时两端的半导体作为栅极。通过栅极调节源漏之间电流的大小。
4)硅晶体管
仙童半导体由一个几人的公司成长为一个拥有12000个职工的大企业。
晶体管包括各种半导体材料制成的二极管、三极管、场效应管、可控硅等。NPN晶体管品牌企业
按晶体管使用的半导体材料可分为硅材料晶体管和锗材料晶体管。北京NPN晶体管
晶体管主要参数晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极比较大电流、比较大反向电压、反向电流等。
放大系数
直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数,是指在静态无变化信号输入时,晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值,一般用hFE或β表示。
交流放大倍数
交流放大倍数,也即交流电流放大系数、动态电流放大系数,是指在交流状态下,晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值,一般用hfe或β表示。
hFE或β既有区别又关系密切,两个参数值在低频时较接近,在高频时有一些差异。 北京NPN晶体管
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