什么是双极结晶体管及其工作原理

BJT由威廉·施谢室，布拉那和约翰·巴达特于1948年发明，而不是仅重塑电子产品世界，也在我们日常生活中重新梳理。bob足球体育app双极连接晶体管使用电子和孔的两个电荷载波。漠不关心，单极晶体管如场效应晶体管仅使用一种充电载波。对于操作目的，BJT在两个连接之间使用两个半导体类型的n型和p型。BJT的主要基本功能是放大电流，它将允许BJT用作放大器或开关，以在电子设备中产生广泛适用性，包括移动电话，工业控制，电视和无线电发射器。有两种不同类型的BJT可用，它们是NPN和PNP。

什么是双极结晶体管(BJT)?

双极结晶体管是一种固态器件，在这些晶体管中，电流在两个端子上流动是发射极和集电极，由第三个端子控制的电流流动是基极。它不同于其他类型的晶体管，即晶体管。场效应晶体管输出电流是由输入电压控制的。bts n-type和p-type的基本符号如下图所示。

为什么BJT被称为双相情感障碍?

BJT是一种三端半导体器件，顾名思义，双极晶体管这个术语来源于这样的事实，这种晶体管包括两种半导体材料，如p型(正型)和n型(负型)，电流从这些区域流动。通常，这些晶体管包括硅。

双极结型晶体管的结构

BJT的建设将决定其工作特点。因此，BJT的结构可以通过三个掺杂半导体段来完成，这三个半导体段通过两个pn结分开。这种晶体管包括三层，即基极、发射极和集电极。这些晶体管有两种类型，即PNP和NPN，其物理结构如下所示。

在NPN中，它包括两个由一个p区隔开的n区，而在PNP中，它包括两个p区并与一个n区分开。在BJT中，术语双极指的是利用结构中的电子和空穴等载流子。

当pn结连接基极区和发射极区时，称为be结。类似地，一旦pn结连接基极和集电极区域，那么它就被称为bc结。导线连接到每个区域，这些导线分别标记为集电极、基极和发射极的C、B和E。

基部（B） - 区域略微掺杂，与掺杂的发射极端子相比，它是非常薄的，并且具有掺杂的掺杂和稍微掺杂的收集区。NPN和PNP BJT的示意性符号包括以下内容。

终端是机器的

BJT包括三个终端，如底座，发射器和收集器，其简要讨论。NPN和PNP晶体管符号表示可以如下所示。发射极端终端上的箭头符号始终存在，箭头方向将表示由于电荷载波而表示当前流量。

发射器终端

发射端将空穴或电子等载流子发射到另外两个端。基端总是相对于发射极等其他端子反向偏置，因此可以产生绝大多数载波。在BJT中，发射极是掺杂最严重的区域。

发射极-基极结必须在PNP和NPN等晶体管中以转发偏置连接。发射极端向NPN晶体管内的eb结提供电子，而它向PNP晶体管内的同一结提供空穴等电荷载流子。

收藏终端

在发射端背面的部分将收集被称为集电极的发射载流子。所以，这个终端是重掺杂的，但是这个终端的掺杂水平在基端中，基端是轻掺杂和重掺杂的发射极终端。在两个晶体管中，cb结必须反向偏置。

产生这种偏置的主要原因是要消除cb结中的载流子。NPN晶体管的集电极收集通过发射极发射的电子，而在PNP晶体管中，它收集通过发射极发射的空穴。

基地码头

基极是集电极和发射极之间的中心部分，在集电极和发射极之间形成两个PN结。基极是晶体管中掺杂最轻的部分。因此，作为BJT的中心部分，将允许它管理在发射极和集电极终端之间的载流子流动。BE结电阻高，因为该结可以反向偏压连接。

的工作是

根据两端掺杂类型的不同，双极结晶体管分为PNP和NPN两种类型。在NPN晶体管中，有两个半导体结，它们有一个掺杂' P '的薄阳极区，而PNP晶体管包括两个半导体结，其中包括一个掺杂' N '的薄阴极区。

电荷在晶体管中的流动是由于载流子在属于不同载流子浓度的两部分之间的扩散。发射极部分与其余层相比掺杂程度较高。

像碱层和集电极层都包含相同浓度的载流子。因此，在这三个结之间，BE结可以连接在转发偏置& BC结是反向偏置。BJT的操作可以在有源、饱和、截止三个不同的区域进行。

活跃的地区

在这个区域中，一个结以正向偏置连接，而另一个结以反向偏置连接。这里，基极电流(Ib)被用来控制Ic(集电极电流)的数量。因此，有源区域可以主要用于放大的目的，无论晶体管表现为放大器通过增益' β '与下列方程;

Ic = β x Ib

有源区也叫线性区，它位于两个区之间，就像截止区和饱和区一样。这种晶体管的典型工作发生在这个区域内。

饱和区域

在这个区域，两个结的晶体管都以转发偏置连接。所以这个区域主要用于开关的on状态的任何地方;

Ic =成绩测试标准

在这里，“Isat”是饱和电流，它是当晶体管连接到饱和区域时，在像发射极和集电极这样的两个终端之间流动的最大电流。当这些结以转发偏置连接时，晶体管就像短路一样工作。

截止区

在这个区域，两个晶体管结以反向偏置连接。在这里，晶体管就像开关的关闭状态一样工作

Ic = 0

在截止区，操作与饱和区完全相反。所以，没有连接外部电源。如果没有集电极电流，那么就没有发射极电流。
在该方法中，晶体管类似于开关的截止状态，并且通过将基极电压降低到发射器的电压以及收集器的电压下，可以实现这种模式。
vbe <0.7

双极结型晶体管

如我们所看到的，半导体提供较少的流量电流在一个方向上，高电阻是另一个方向，我们可以将晶体管称为半导体的器件模式。双极结晶体管由两种类型的晶体管组成。鉴于我们

• 点联系
• 结型晶体管

通过比较两个晶体管，结晶体管使用多于点型晶体管。此外，结晶体管被分为下面给出的两种类型。每个结晶体管都有三个电极，它们是发射器，收集器和底座

• PNP晶体管结
• NPN型晶体管

PNP型结晶体管

在PNP晶体管中，发射极与基极和集电极的电位都较高。PNP晶体管是一种三端器件，由半导体材料．三个端子是集电极、基极和发射极，晶体管用于开关和放大应用。PNP晶体管的工作原理如下所示。

通常，集电极端连接到正极，发射极连接到负极，并在发射极或集电极电路中使用电阻。对基极施加电压，使晶体管处于ON/OFF状态。当基极电压与发射极电压相同时，晶体管处于OFF状态。当基极电压相对于发射极降低时，晶体管模式处于ON状态。利用这一特性，晶体管可以同时用于开关和放大器等应用。PNP晶体管的基本图如下所示。

NPN型晶体管结

NPN晶体管与PNP晶体管正好相反。NPN晶体管包含三个与PNP晶体管相同的端子，分别是发射极、集电极和基极。NPN晶体管的工作原理是

通常，正电源给集电极端，负电源给发射极端，通过电阻或发射极、集电极或发射极电路。对基极施加电压，并作为晶体管的ONN/OFF状态工作。当基极电压与发射极电压相同时，晶体管处于OFF状态。如果基极电压相对于发射极增加，则晶体管模式处于ON状态。利用这种条件，晶体管可以充当放大器和开关两种应用。基本符号和NPN配置图表如下所示。

异性双相结

异质双极结晶体管也是一类是双极结晶体管。它在发射极和基极区使用不同的半导体材料，产生异质结。HBT可以处理几百GHz的非常高的频率，一般用于超快电路，主要用于射频。其应用于移动电话和射频功率放大器。

BJT工作原理

BE结是正向偏置，CB结是反向偏置。CB结耗尽区宽度大于BE结。BE结处的正向偏压降低了势垒电位，并产生电子从发射极流向基极。

底座薄而掺杂，它具有非常少量的孔和从发射器中的电子量少于2％，它在具有孔的基区域中重新组合，并且从基座端子流出。这引起了由于电子和孔的组合引起的基本电流。剩余的大量电子将通过反向偏置集电极结以启动集电极电流。通过使用KCL.我们可以观察数学方程式

我_E=我_B+ I._C

基极电流比发射极和集电极电流要小得多

我_E~我_C

这里PNP晶体管的操作和NPN晶体管是一样的，唯一的区别是只有空穴而不是电子。下图显示了有源模式区域的PNP晶体管。

以下是配置

双极结晶体管包括一个三端器件，因此它可以通过三种可能的方式连接到电路，其中一个端子在其他端子之间是共同的，这意味着在输入和输出之间的一个端子是共同的。每个连接只是以不同的方式响应输入信号。

常见的基本配置

在晶体管的CB配置中，基站在输入和输出信号中是常见的。这里，可以在底座和发射器等两个终端中给出输入信号，而可以在基础和集电极等两个端子中获得输出。在收集器端子处，与发射极端子上的输入信号相比，输出信号很低。

因此，它的增益小于1，因此，它减弱了信号。这种结构的输出是非反相的，所以两个输入信号和输出信号都是同相的。由于其高电压增益，这种通用基配置不常用。由于其高频响应，这种结构仅用于单相放大器。这些单相放大器可以像射频放大器和麦克风前置放大器一样使用。

CB配置增益

电压增益=AV = VOUT / VIN = IC X RL / IE X RIN

当前增益=集成电路/ ie

电阻增益=RL / RIN.

共发射极配置

在这种配置中，发射极端子在输入和输出中是通用的。输入在基极和发射极这两个端子之间，输出在集电极和发射极之间。

它可以通过观察电路简单地识别出来。当发射极端子连接到GND时，分别从基极和集电极端子获得输入和输出。CE配置包括所有类型配置之间的最大电流和功率增益。

其主要原因是由于输入端位于转发偏置结，因此其输入阻抗极低，而输出端可以从反向偏置结接收。因此，它的输出阻抗非常高。在CE配置中，发射极电流等于基极和集电极电流的量。方程是

Ie= Ic + Ib

从上面的等式中，'IE'是发射极电流。因此，该配置具有最大电流增益，如IC / IB，因为负载电阻可以通过收集器端子串联连接。
从上面的方程可以看出，基极电流的微小增加将影响输出区域的非常大的电流。

该CE配置类似于反相放大器，无论输出信号都朝向输入信号都完全相反。因此，输出信号可以相对于其输入信号在180°移位。

常见的收集器配置

CC配置也被称为发射极跟随器或电压跟随器，包括一个接地的集电极。在CC配置中，集电极端子可以向电源方向接地。

对于输入和输出，集电极端子是通用的。所述输出通过串联的负载从发射极获得，而所述输入直接提供给所述基端。这种配置包括高输入和输出阻抗。

这允许它像阻抗匹配器那样执行。因此这种配置在阻抗匹配方法中是非常有用的。

以下是特点

在每个电路配置中，双极晶体管的行为是非常不同的，并产生不同的电路特性，有关输入和输出阻抗和增益，如电压、功率和电流。BJT的固定特性可以分为以下三大类。

输入特征

公共基础(CB) = ΔVEB / ΔIE
公共发射器(CE) = ΔVBE / ΔIB

输出特性

公共基础(CB) = ΔVC / ΔIC
公共发射器(CE) = ΔVC / ΔIC

转移特征

公共基础(CB) = ΔIC / ΔIE
公共发射器(CE) = ΔIC / ΔIB

下面给出不同的晶体管配置特性。

特征	CB	CE	CC
输入阻抗	低	媒介	高
输出阻抗	非常高的	低	低
相角	0o	180o	0o
电压增益	高	媒介	低
电流增益	低	媒介	高
功率增益	低	非常高的	媒介

的优点是

主要的双极结型晶体管的优点包括以下。

• 高驱动能力
• 高频操作
• 数字逻辑家族有一个发射极耦合逻辑用于bts作为数字开关
• 它具有高增益带宽
• 它在高频时具有良好的性能
• 电压增益很好
• 它运行在低功率或高功率的应用
• 它包括最大电流密度。
• 正向电压降低

缺点

主要的双极结型晶体管的缺点包括以下。

• 热稳定性较少
• 它产生更多的噪音
• BJT更具辐射的影响。
• 更少的开关频率
• 基地控制是复杂的，需要熟练的操作。
• 与电压和电流的高闪烁频率相比，切换所花费的时间并不快。

的应用是

以下是BJT中两种不同类型的应用程序

• 切换
• 放大
• 转换器
• 自动开关
• 温度传感器
• 电子开关
• 放大器
• 高驱动能力
• 检测电路
• 高频操作
• 解调器和调制器
• 数字开关
• 快船
• 振荡电路

本文介绍了什么是双极结晶体管，双极结晶体管的类型、优点、应用和特点。因此，这是关于双极结型晶体管概述．这是在用独立元件而不是集成电路设计的离散电路中，用于放大各种电子信号的最广泛的器件。这些可在不同形状的几种类型，如BUH515, 2N3055, 2N2219, 2N6487, BD135, BD136和2N222。现在有个问题要问你，市场上有哪些不同种类的晶体管?

我希望文章中给出的信息有助于提供一些好的信息和对项目的理解。此外，如果您对这篇文章或关于电气及电子项目你可以在下面的部分进行评论。有个问题，如果晶体管用于数字电路，它们通常在哪个区域工作?