晶体管介绍

在本文中,我们将通过查看前身来看看晶体管的简要介绍晶体管I.。真空管,晶体管的历史,晶体管的电路符号,其基础操作和操作模式。

笔记:这将是一个关于晶体管的话题,不会太技术性。

真空管

在晶体管的发明之前,真空管在电子中发挥了主要作用。真空管也称为电子管或阀门。真空管由阳极和阴极组成。

将这些阳极和阴极放置在紧密封闭的玻璃管中,其中填充真空。通过灯丝加热阴极,这有助于阴极发射电子。

在早期的情况下,阴极直接作为灯丝,因此,当这个阴极被加热,电子将发射从其表面。然后引入外部灯丝间接加热阴极。

产生的电子将向阳极流动。这产生了阳极和阴极之间的电位差,从而在电路中发出电流。必须连续向恒定的电力连续充电,以加热阴极。

为了引导这些电子流均匀地朝向阳极外部电极,其通常称为网格。这种结构使电路庞大并提高成本。

在早期,这些真空管用于制造第一代计算机,无线电和电视机。后面这些用于军用应用和基于管的音频放大器。但后来这些真空管由晶体管和二极管代替。

因为真空管体积大,与晶体管相比有点贵,消耗更多的能量。因此,晶体管克服了真空管的这些限制。晶体管不需要任何灯丝电流。

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简要历史晶体管

厌倦了Vacuum Tubes Reseal,Kelly的真空管总监的大功耗和低可靠性,在贝尔实验室分配了William Shockley,调查了半导体以取代这些管。沃尔特布拉特约翰巴加丁在震惊地指导下进行了实验。

William Shockley在现场效果放大器上进行实验,但失败了。但后来John Bardeen,Walter Brattain研究和发现,电子在表面上形成了一个屏障,直到那时是未知的。这种突破导致了第一晶体管的发现。

1947年12月,他们的实验施加到锗晶体的两个金触点产生的输出信号功率大于输入信号。因此,发育的第一晶体管技术称为点接触装置,该技术由更高的性能类型调节。这是第一次报道1948年6月。

点接触晶体管

图像资源链接:www.ece.umd.edu/class/enee312-2.s2005/

后来,由于点接触器件的局限性,肖克利独自发明了结型晶体管,它在点接触器件中占主导地位,且易于制造。

晶体管的交易始于上世纪50年代,1952年第一个商用晶体管被用于电话设备和军用计算机。1953年,晶体管被用于助听器,一种医疗设备。

晶体管的升起

这种有效的晶体管技术的崛起主要是由于许多公司的捐赠和鼓励,包括贝尔实验室,摩托罗拉,普利科,雷神,RCA,Sylvania和德州仪器。

在放大晶体中的制造中,半导体材料起到主要作用。第一晶体管由半导体材料,20世纪50年代制成。当施加电压时,该半导体材料既不完全导通也不完全绝缘。

后来硅晶体管被开发出来。由于硅晶体管在高温下的成功表现,从1954年开始,硅晶体管得到了更多的使用。德州仪器公司生产了商用硅晶体管。后来对硅晶体管进行了广泛的研究,现在这导致了集成电路和微处理器器件的发展。

后来在1959年,第一个场效应晶体管被开发出来。它由三层金属(m栅)、氧化物(o绝缘)、硅(s半导体)组成。

最初用于晶体管外壳形状的材料是塑料环氧树脂。但随着时间的推移,塑料外壳设备可能会退化。因此,塑料和金属外壳形状的组合在20世纪60年代中期得到发展。

在制造晶体管期间,通过添加少量化学杂质(例如砷或锑)加工半导体材料。这个过程称为“兴奋剂”。

这是必需的,以便在半导体中创造适当的晶体结构,以允许晶体管发挥作用。根据半导体材料中使用的掺杂元素,晶体管可以分为PNP和NPN。PNP和NPN表示晶体管使用的电极性。

例如,在电路应用中,一个PNP晶体管将需要一组特定的正负极电压极性来用于三个晶体管终端。NPN晶体管要求所有电路电压极性与PNP使用的电压极性相反。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,尺寸相对非常小。晶体管是两个单词转移和变阻器的组成。晶体管由三层半导体材料组成,并且每个层具有将电流传递到另一层的能力。

该三层半导体器件由两个n型和一个p型材料层或两个p型和一个n型材料层组成。第一种称为npn晶体管,而另一种分别称为pnp晶体管。

锗和硅是最理想的半能量导电的半导体材料。通过对半导体材料的掺杂过程,其结果是给材料增加了额外的电子或在材料中产生空穴。

外层的宽度远大于插入的p型或n型材料,其通常为10:1的比例或更小。通过限制游离载体的数量,降低掺杂水平降低导电性并增加这种材料的电阻。

二极管和晶体管的区别是:二极管由两层和一个结组成。晶体管由三层和两个结组成。晶体管可以充当开/关开关或放大器。

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晶体管的符号

1.晶体管符号

简单的方法来记住这些晶体管nba欧宝直播 就是它

  • PNP-Points在永久
  • NPN-从不指向

在晶体管的符号中,箭头表示电流的方向。

与NPN晶体管相比,PNP晶体管的电压正、负状态和电流方向始终是反向的。然而,NPN和PNP晶体管所执行的操作是相同的。

2 . NPN和PNP晶体管的比较

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晶体管的操作模式

它们是饱和,截止,主动和反向活动的四种操作模式。

饱和模式

在该模式中,晶体管用作开关。从收集器到发射极电流将无条件地流动(短路)。两个二极管都处于正向偏见状态。

截止模式

在该模式中,还晶体管起到开关,但没有电流从集电极到发射器(开路)。没有电流流过发射器和收集器端子。

活动模式

在这种模式下,晶体管的作用就像一个放大器,即从集电极到发射极的电流对应于通过基极的电流。基极将放大进入集电极端并从发射极端流出的电流。

反向活动模式

从集电极到发射极的电流与通过基极的电流相对应,但这个电流方向相反。

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二极管的背对背连接

3。背面回到二极管的连接

耗尽层主要是由电流载流子在晶体管的集电极基极和发射极基极对处产生的。在两个二极管背对背连接的情况下,形成的耗尽区不能通过同时为空穴和电子的电流携带。

我们已经知道,由于薄基层仅晶体管工作,并且该层只不过是发射器和收集器的插入部分。由于这种情况,发射器和收集器彼此即将发生。当施加强电场时,这将授予多个载波从发射器中通过。

这些多数载波将在基座和基座集电体的交界处的耗尽区域内传播为少数载体。在简单的逻辑中,具有一个NP结的设备和一个像两个二极管一样用一种PN结的装置被放回回来。

在此条件下,当我们在底座端子上施加大电压时,电流不能流过电路。因为施加的电压使一个屏障大,另一个屏障小,我们不能通过电流。

为了克服这种情况,除了放置在N-P端子顶部的主电压供应之外,在较低的P-N水平下添加小电压源。由于该小电压供应,它将将电子推向孔部分。

主电压电源将控制电流。通过这两种作用,在耗尽层降低了电流势垒。因此,通过晶体管的电压将有很大的上升增加。

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