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双极结型晶体管的工作原理和应用

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2019-11-22 浏览:-

双极结型晶体管的工作原理和应用

BJT由William Shockley,Brattain和John Bardeen于1948年发明,它不仅重塑了电子世界,而且重塑了我们的日常生活。双极结型晶体管使用电子和空穴这两个电荷载流子。诸如场效应晶体管之类的单极晶体管仅使用一种电荷载流子。出于操作目的,BJT在两个结之间使用了两种半导体类型n型和p型。BJT的主要基本功能是放大电流,这将使BJT用作放大器或开关,从而在包括移动电话,工业控制,电视和无线电发射器的电子设备中产生广泛的适用性。有两种不同类型的BJT,分别是NPN和PNP。

什么是BJT?

双极结型晶体管是一种固态器件,在BJT中,电流在两个端子中流动,它们是发射极和集电极,电流量由第三端子(即基极端子)控制。它不同于其他类型的晶体管,即场效应晶体管,它的输出电流由输入电压控制。

双极结型晶体管的类型

正如我们已经看到的那样,半导体在一个方向上对流动电流的阻力较小,而在另一个方向上具有高电阻,因此我们可以将晶体管称为半导体的器件模式。双极结型晶体管由两种类型的晶体管组成:

点接触

结型晶体管

通过比较两个晶体管,结型晶体管比点型晶体管更多地被使用。此外,结型晶体管分为以下两种类型。每个结型晶体管有三个电极,分别是发射极,集电极和基极:

PNP结型晶体管

NPN结晶体管

PNP结型晶体管

在PNP晶体管中,发射极的基极正比集电极正。PNP晶体管是由半导体材料制成的三端设备。三个端子是集电极,基极,发射极和晶体管用于开关和放大应用。PNP晶体管的操作如下所示。

通常,集电极端子通过发射极或集电极电路的电阻连接到正端子,发射极连接到负电源。向基极端子施加电压,并使晶体管以导通/截止状态工作。当基极电压与发射极电压相同时,晶体管处于截止状态。当基极电压相对于发射极减小时,晶体管模式处于导通状态。通过使用此属性,晶体管可以同时作用于开关和放大器等两种应用。

双极结型晶体管

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晶体管的操作是

通常,正向电源通过集电极或集电极或发射极电路的电阻提供给集电极端子,负电源则提供给发射极。向基极端子施加电压,并且该电压作为晶体管的ONN / OFF状态工作。当基极电压与发射极相同时,晶体管处于截止状态。如果基极电压相对于发射极增加,则晶体管模式处于导通状态。通过使用这种条件,晶体管可以充当放大器和开关这两种应用。

双极结型晶体管

PNP和NPN结型晶体管

异质双极结

异质双极结型晶体管也是一种类型的双极结型晶体管。它对发射极和基极区域使用不同的半导体材料,并产生异质结。HBT可以处理几百GHz的极高频率的信号,通常用于超快电路中,主要用于射频。它的应用用于蜂窝电话和RF功率放大器。

北京交通大学的工作原理

BE结是正向偏置结,CB是反向偏置结。CB结的耗尽区的宽度大于BE结的宽度。BE结处的正向偏压会降低势垒电势,并使电子从发射极流到基极,而基极薄且轻掺杂,它的空穴很少,发射极的电子量更少,约2%的复合。带有孔的基部区域将从基部端子流出。由于电子和空穴的结合,这会启动基本电流。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

I E = I B + I C

与发射极和集电极电流相比,基极电流要小得多

这里的PNP晶体管的操作与NPN晶体管相同,唯一的区别只是空穴而不是电子。下图显示了有源模式区域的PNP晶体管。

北京交通大学的工作原理

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北京交通的优势

高驾驶能力

高频运行

数字逻辑系列具有BJT中用作数字开关的发射极耦合逻辑

北京交通大学的应用

以下是BJT中两种不同类型的应用程序:

交换

放大

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