也可使用其它种类器件完成同样的单向导电功能,比如真空二极管。但是它们非常复杂,具有很多部件,如果过热也会造成器件不可靠,造价很高,也不可能进行小型化。
能够小型化非常关键,晶体管带来了微电子的**变化。Brattain所制作的晶体管是所有晶体管的基础。
为了理解***个晶体管的工作原理,可以把它左右分开,看成两个并联在一起的单向导电的二极管。
在中间是一层半导体锗,它具有负电荷载流子。下面是金属铜形成的导电基底。**上层是有金箔层。
当金箔接触到半导体锗表面的时候,就会形成带有正电荷载流子的半导体。在其下就是带有负电荷载流子的锗半导体。
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。宁波场效应晶体管
下面的分析*对于NPN型硅晶体管三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。
浙江绝缘栅双极型晶体管简而言之,晶体管就是个可变电阻。
通俗易懂的三极管工作原理 *
1、晶体三极管简介。晶体三极管是p型和n型半导体的有机结合,两个pn结之间的相互影响,使pn结的功能发生了质的飞跃,具有电流放大作用。晶体三极管按结构粗分有npn型和pnp型两种类型。如图2-17所示。(用Q、VT、PQ表示)三极管之所以具有电流放大作用,首先,制造工艺上的两个特点:(1)基区的宽度做的非常薄;(2)发射区掺杂浓度高,即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。
2、晶体三极管的工作原理。
其次,三极管工作必要条件是(a)在B极和E极之间施加正向电压(此电压的大小不能超过1V);(b)在C极和E极之间施加反向电压(此电压应比eb间电压较高);(c)若要取得输出必须施加负载。
晶体管基极-发射极间的二极管
对于三极管的理解,可能有同学还不是很理解,下面就用生活中一个很常见的实物类比,这里以NPN型三极管为例进行说明,PNP型三极管类似,只是方向不同而已,结论都适用。
三极管就如同日常使用的水龙头,如下图5所示,三极管的集电极C可以看做水龙头的进水口;发射极E可以看做可以看做水龙头的出水口,基极B可以看做水龙头的开关。
类比三极管的水龙头
在使用水龙头时,转动开关B,当向右转动时,水流会慢慢增大,向右转到比较大位置时,水流比较大,此时开关B无法再向右旋转,即对应三极管的饱和模式;
晶体管按电流容量可分为小功率晶体管、较大、功率晶体管和大功率晶体管。
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
交流放大倍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,用hfe或β表示。惠州电阻晶体管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。宁波场效应晶体管
单个晶体管的成本收益预测 *
学习曲线,甚至比摩尔定律更为重要,图一是单个晶体管的成本收益学习曲线。自1954 年以来,单个晶体管的收益与可预测学习曲线强相关。在摩尔定律之前,学习曲线为半导体行业提供了一盏指路明灯。德州仪器将其用于战略指定,并与波士顿咨询集团 ( Boston Consulting Group ) 共享数据,后者出版了一本名为《经验展望》( Perspectives on Experience ) 的书。在锗硅分立晶体管时代,像TI 这样的公司可以利用学习曲线,根据生产的**00 个元器件的实际成本,来预测生产10 万个元器件后的单位成本。然后,可以对特定的晶体管元器件进行亏本定价,以获得**的市场份额,当销量达到未来的高单位时,可以实现更高的盈利能力和市场影响力。学习曲线并不是由德州仪器创造的,早于晶体管发明,它在1852 年就被开发出来,被用于航空等行业,当飞机数达到一定量后,就可以用其来预测每架飞机的成本。德州仪器将其引入半导体领域,它利用学习曲线在新元件生命周期早期指导定价策略。
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