由半导体材料制成的无线电电子元件,使用输入信号,在集成电路和系统中创建、放大、改变脉冲,用于存储、处理和传输信息。晶体管是一种电阻,其功能由发射极和基极或源极和栅极之间的电压调节,具体取决于模块的类型。

晶体管的类型
转换器广泛用于数字和模拟微电路的生产,以将静态消耗电流归零并获得改进的线性度。晶体管的类型不同,其中一些由电压变化控制,后者由电流偏差调节。
现场模块以增加的直流电阻运行,高频变换不会增加能源成本。如果我们简单地说晶体管是什么,那么这是一个具有高增益裕度的模块。这种特性在野外物种中比在双极类型中更大。前者没有电荷载流子吸收,从而加快了运行速度。
场半导体被更频繁地使用是因为它们优于双极型:
- 输入直流和高频时的强大电阻,这减少了控制的能量损失;
- 缺乏小电子的积累,加速了晶体管的工作;
- 移动粒子的传输;
- 温度偏差的稳定性;
- 由于缺乏喷射,噪音小;
- 运行过程中的低功耗。
晶体管的类型及其特性决定了用途。加热双极型转换器会增加沿从集电极到发射极的路径的电流。它们具有负电阻系数,移动载流子从发射器流向收集装置。薄的基极由 p-n 结隔开,只有当运动的粒子聚集并注入基极时才会产生电流。一些电荷载流子被相邻的 p-n 结捕获并加速,这就是晶体管参数的计算方式。
FET 具有另一种需要为假人提及的优势。它们在不均衡电阻的情况下并联。电阻器不用于此目的,因为负载变化时指示器会自动增加。为了获得较高的开关电流值,需要使用一系列模块,用于逆变器或其他设备。
不可能并联双极晶体管,功能参数的确定导致检测到不可逆性质的热击穿。这些特性与简单 p-n 通道的技术质量有关。这些模块使用电阻器并联连接,以均衡发射极电路中的电流。根据功能特性和个体特性,在晶体管的分类中区分双极型和场型。
双极晶体管
双极设计被生产为具有三个导体的半导体器件。在每个电极中提供具有空穴p-导电性或杂质n-导电性的层。一整套层的选择决定了p-n-p或n-p-n类型器件的发布。在设备开启的瞬间,不同类型的电荷同时通过空穴和电子传输,涉及两种类型的粒子。
载体由于扩散机制而移动。物质的原子和分子渗透到相邻材料的分子间晶格中,之后它们的浓度在整个体积中趋于平稳。从高压实区域到低含量区域的传输发生。
电子也在粒子周围的力场的作用下传播,在基体中不均匀地包含合金添加剂。为了加快设备的运行,连接到中间层的电极被做得很薄。最外层的导体称为发射极和集电极。过渡的反向电压特性并不重要。
场效应管
场效应晶体管使用由施加电压产生的横向电场来控制电阻。电子进入沟道的地方称为源极,漏极看起来像是电荷进入的终点。控制电压通过称为栅极的导体。设备分为2类:
- 带控制 p-n 结;
- 带有绝缘栅的 MIS 晶体管。
第一种类型的器件在设计中包含一个半导体晶片,该晶片使用相对侧(漏极和源极)上的电极连接到受控电路。将板连接到栅极后会出现具有不同类型导电性的地方。插入输入电路的恒定偏置源在结处产生阻断电压。
放大脉冲的源也位于输入电路中。改变输入端的电压后,p-n结处对应的指标发生变换。晶体中传输带电电子流的通道结的层厚和横截面积被修改。沟道宽度取决于耗尽区(栅极下方)和衬底之间的空间。通过改变耗尽区的宽度来控制起点和终点的控制电流。
MIS晶体管的特点是其栅极通过绝缘与沟道层隔开。在称为衬底的半导体晶体中,产生了具有相反符号的掺杂位点。导体安装在它们上 - 一个漏极和一个源极,电介质位于它们之间的距离小于一微米。在绝缘体上有一个金属电极 - 一个快门。由于所得结构包含金属、介电层和半导体,晶体管被赋予缩写 MIS。
初学者的设备和操作原理
技术不仅使用电荷运行,还使用磁场、光量子和光子运行。晶体管的工作原理在于器件切换的状态。大小信号对立,开启和关闭状态——这是设备的双重工作。
与组合物中的半导体材料一起,以单晶形式使用,在某些地方掺杂,晶体管在其设计中具有:
- 金属的结论;
- 介电绝缘体;
- 由玻璃、金属、塑料、金属陶瓷制成的晶体管外壳。
在双极或极性器件发明之前,电子真空管被用作有源元件。为他们开发的电路,经过修改后,用于生产半导体器件。它们可以作为晶体管连接并使用,因为灯的许多功能特性都适用于描述场物种的操作。
用晶体管代替灯的优缺点
晶体管的发明是在电子领域引入创新技术的刺激因素。该网络使用现代半导体元件,与旧灯电路相比,这种发展具有优势:
- 小尺寸和轻重量,这对于微型电子产品很重要;
- 能够在设备生产中应用自动化流程并对阶段进行分组,从而降低成本;
- 由于需要低电压,使用小型电流源;
- 瞬时开启,无需加热阴极;
- 由于功耗降低而提高了能源效率;
- 强度和可靠性;
- 与网络中的其他元素进行良好协调的交互;
- 抗振动和冲击。
缺点出现在以下条款中:
- 硅晶体管在大于 1 kW 的电压下不起作用,灯在 1-2 kW 以上的速率下有效;
- 在大功率广播网络或微波发射机中使用晶体管时,需要匹配并联的小功率放大器;
- 半导体元件对电磁信号影响的脆弱性;
- 对宇宙射线和辐射的敏感反应,需要在这方面开发抗辐射微电路。
切换方案
要在单个电路中工作,晶体管的输入和输出需要 2 个输出。几乎所有类型的半导体器件都只有 3 个连接点。为了摆脱困境,其中一个目标被分配为一个共同的目标。这导致了 3 种常见的连接方案:
- 用于双极晶体管;
- 极性装置;
- 带开漏极(集电极)。
双极模块与用于电压和电流 (MA) 放大的共发射极相连。在其他情况下,当外部电路和内部布线计划之间存在大电压时,它会匹配数字芯片的引脚。这就是公共集电极连接的工作方式,仅观察到电流增加(OK)。如果您需要增加电压,则使用公共碱基 (OB) 引入该元素。该选项在复合级联电路中效果很好,但很少在单晶体管项目中设置。
电路中包括 MIS 品种和使用 p-n 结的场半导体器件:
- 具有共发射极 (CI) - 类似于双极型模块的 OE 的连接
- 具有单个输出(OS) - OK 类型的计划;
- 带有联合快门(OZ) - OB的类似描述。
在漏极开路方案中,晶体管通过作为微电路一部分的共发射极开启。集电极输出不连接到模块的其他部分,负载到外部连接器。电压强度和集电极电流强度的选择是在工程安装完成后进行的。开漏器件在具有强大输出级、总线驱动器、TTL 逻辑电路的电路中工作。
晶体管是干什么用的?
范围取决于设备的类型 - 双极模块或场。为什么需要晶体管?如果需要低电流,例如在数字计划中,则使用现场视图。模拟电路在一系列电源电压和输出范围内实现高增益线性度。
双极晶体管的安装区域是放大器、它们的组合、检测器、调制器、晶体管逻辑电路和逻辑型逆变器。
晶体管的应用场所取决于它们的特性。它们以两种模式工作:
- 以放大方式,改变控制信号偏差小的输出脉冲;
- 在关键调节中,控制输入电流较弱的负载的电源,晶体管完全关闭或打开。
半导体模块的类型不会改变其运行条件。源连接到负载,例如,开关、放大器、照明设备,它可以是电子传感器或强大的相邻晶体管。在电流的帮助下,负载设备开始工作,晶体管连接到装置和源极之间的电路。半导体模块限制了提供给单元的能量强度。
晶体管输出端的电阻根据控制导体上的电压进行转换。电路起点和终点的电流强度和电压会随着晶体管的类型和连接方式的变化而增加或减少。受控电源的控制导致电流增加、功率脉冲增加或电压增加。
两种类型的晶体管都用于以下情况:
- 在数字监管中。已经开发了基于数模转换器 (DAC) 的数字放大电路的实验设计。
- 在脉冲发生器中。根据组件的类型,晶体管以键或线性顺序运行,以分别再现方形或任意信号。
- 在电子硬件设备中。保护信息和程序免遭盗窃、非法黑客攻击和使用。操作在按键模式下进行,电流强度以模拟形式控制并使用脉冲宽度进行调节。晶体管放置在电动机的驱动器中,用于开关稳压器。
单晶半导体和开关模块增加功率,但仅用作开关。在数字设备中,场型晶体管用作经济模块。集成实验概念中的制造技术提供在单个硅芯片上生产晶体管。
晶体的小型化导致更快的计算机、更少的能量和更少的热量。
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