介绍了晶体管

在这篇文章中,我们将通过看晶体管的前身即真空管、晶体管的历史、晶体管的电路符号、晶体管的基本工作方式以及它的工作方式来简要介绍晶体管。

注意:这将是晶体管主题的刷刷,也不会过于技术性。

真空管

在晶体管发明之前,电子管在电子学中起着主要作用。亚博最新官网网址真空管也被称为电子管或阀门。真空管由阳极和阴极组成。

这些阳极和阴极被放置在一个紧密封闭的玻璃管内,其中充满真空。阴极通过灯丝加热,灯丝帮助阴极发射电子。

在早期情况下,直接阴极用作灯丝,因此当该阴极被加热时,电子将从其表面发射。引入了间接加热阴极的外部灯丝。

产生的电子将流向阳极。这就产生了阳极和阴极之间的电位差,从而在电路中产生电流。为了加热阴极,灯丝必须连续不断地充满恒功率。

为了使这些电子均匀地流向阳极,使用外部电极,通常称为栅极。这种结构使电路体积庞大,增加了成本。

在早期,这些真空管被用于制造第一代计算机、收音机和电视机。后来这些被用于军事应用和基于管的音频放大器。但是后来这些真空管被晶体管和二极管所取代。

因为真空管尺寸较大,所以与晶体管相比,有点昂贵,并且在与晶体管相比时消耗更多的功率。因此,晶体管克服了真空管的这些限制。晶体管不需要任何丝电流。

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简史晶体管

贝尔实验室的研究主任凯利受够了真空管的高功耗和低可靠性,他指派威廉·肖克利去研究半导体来取代这些真空管。约翰·巴丁,沃尔特·布拉顿在肖克利的指导下进行了实验。

威廉肖克利对场效应放大器进行了实验,但失败了。但后来约翰·巴丁,沃尔特·布拉顿研究发现,电子在表面形成了一个屏障,这在那时是未知的。这一突破导致了第一个晶体管的发现。

1947年12月,他们用两个金触点对锗晶体进行实验,产生的输出信号功率大于输入信号。因此,研制的第一种晶体管技术被称为点接触器件,这种技术被更高的性能类型所控制。1948年6月首次报道。

点接触晶体管

图片资源链接:www.ece.umd.edu/class/enee312-2.S2005/

后来点接触装置的局限性,单独制造震撼,发明连接点接触装置的结晶体管,易于制造。

晶体管的交易从1950年代开始,第一个商业晶体管于1952年在电话设备和军用电脑中使用。在1953年,晶体管用于聋人帮助,医疗装置。

晶体管的崛起

晶体管技术的有效崛起主要归功于许多公司的捐赠和鼓励,包括贝尔实验室、摩托罗拉、菲尔科、雷声公司、RCA、Sylvania和德州仪器。

在放大晶体的制备中半导体材料起着重要的作用。第一个晶体管是在20世纪50年代用半导体材料锗制成的。当施加电压时,这种半导体材料既不能完全导电,也不能完全绝缘。

以后的硅晶体管开发。由于高温的成功性能,硅晶体管从1954年更使用。商业硅晶体管可从德州仪器获得。以后的广泛研究由硅晶体管制成,现在这导致集成电路和微处理器装置的开发。

1959年后,开发了第一场效应晶体管。它由三层金属(M-GATE),氧化物(O隔膜),硅(S-半导体)组成。

最初,用于晶体管壳体形状的材料是塑料环氧树脂。但塑料盒装置随时间可能降低。因此,塑料和金属壳形状的组合在20世纪60年代中期开发。

在制造晶体管的过程中,半导体材料在加工过程中加入少量的化学杂质,如砷或锑。这个过程被称为“掺杂”。

需要在半导体中产生适当的晶体结构以允许晶体管动作。根据半导体材料中使用的掺杂元件,晶体管可以被分类为PNP或NPN。PNP和NPN是与晶体管一起使用的电极的表示。

例如,PNP晶体管将需要特定的正极和负电压极性,以用于电路应用中的三个晶体管端子。NPN晶体管需要所有电路电压极性从用于PNP的那些逆转。许多电路应用需要PNP和NPN晶体管。

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什么是晶体管?

晶体管与真空三极管对称,体积相对很小。晶体管是由两个词转换和压敏电阻组成。晶体管由三层半导体材料组成,每一层都有将电流传递到其他层的能力。

该三层半导体器件由两种n型和一种P型材料层组成,材料或两个P型和一个N型材料层。第一类型称为NPN晶体管,而另一项分别称为PNP晶体管。

锗和硅是最优选的半导体材料,以半精力充沛的方式进行电。通过掺杂到半导体材料的过程,结果将额外的电子添加到材料中或在材料中产生孔。

外层的宽度远远大于插入的p型或n型材料,通常是10:1或更少的比例。通过限制自由载流子的数量,较低的掺杂水平降低了这种材料的电导率并增加了电阻。

二极管和晶体管之间的差异是:二极管由两层和一个结构成。晶体管由三层制成,具有两个连接点。晶体管可以用作开/关开关或放大器。

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晶体管符号

1.晶体管的符号

记住这些晶体管的简单方法符号是,

  • 永久性的PNP点
  • NPN-Never点

在晶体管符号中,箭头表示电流的流向。

电流的正极和负态和电流的方向,相对于NPN晶体管始终处于PNP晶体管中的相反方向。然而,NPN和PNP晶体管执行的操作是相同的。

2。NPN和PNP晶体管之间的分复

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晶体管的工作模式

有四种操作模式,它们是饱和、截止、主动和反向主动。

饱和状态

在这种模式下,晶体管起开关的作用。从集电极到发射极电流将无条件流动(短路)。两个二极管都处于正偏状态。

截止模式

在这种模式下,晶体管也像一个开关,但没有电流从集电极流到发射极(开路)。没有电流流过发射极和集电极。

主动模式

在该模式中,晶体管用作放大器,该放大器是来自集电极端子到发射机端子的电流与通过基站的电流相对应。基座将放大将电流移入收集器端子并从发射器终端输出。

反向主动模式

来自集电极端子到发射极端子的电流对应于通过基站的电流,但是该流程处于相反的方向。

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返回到二极管的返回连接

3 .二极管背对背连接

耗尽层以一对连接开发,即晶体管的集电极基座和发射极底座,主要是由于电流载流子。在两个二极管连接回来的情况下,形成的耗尽区不能通过孔和电子的电流。

我们已经知道,由于基层很薄,只有晶体管在工作,而这层除了发射极和集电极的插入部分什么都没有。因此,发射器和收集器非常接近彼此。当施加强电场时,这使多数载流子从发射极通过。

这些多数载流子将作为少数载流子在基极和基极集电极结的耗尽区内扩散。在简单的逻辑中,器件具有一个NP结和一个PN结,其作用就像两个二极管背靠背放置。

在这种情况下,当我们在基端施加大电压时,电流不能通过电路。因为施加的电压使一个势垒变大,另一个势垒变小,因此我们无法通过电流。

为了克服这种情况,除主电压源设于N-P端子的顶部外,还在较低的P-N电平上加了一个小电压源。由于这个小电压供应,它将推动电子进入洞部分。

主电源电源将控制电流。通过这两个动作在耗尽层时,电流屏障减小。因此,通过晶体管的电压将高度上升增加。

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